SE508585C2 - Fas och frekvensdetekorer för ett på förhand bestämt antal insignaler, jämte förfarande för mätning av fas och frekvens - Google Patents

Description

508 585 RELATERAD TEKNIK I det amerikanska patentet 4.634.967 beskrivs en faskomparator för mätning av fasförskjutningar mellan flera oscillatorer av mycket hög stabilitet. Faskomparatorn innefattar par av mät- ningskaskader, varvid varje par är förbundet till en oscilla- tor och tillhandahäller en första och en andra signal. Varje par har en första kaskad som innefattar en A/D-omvandlare följd av en digital delare, och en andra kaskad som innefattar en frekvensändrare följd av en A/D-omvandlare. Den innefattar även en multiplexer, en start- och stoppräknare samt en dator som gör det möjligt att utföra fasförskjutningsmätningarna_ Det amerikanska patentet 5.128.909 avser ett arrangemang för mätning av fasskillnad. Fasskillnader mellan ett flertal klockor mäts baserat pá blandning av utsignalen från varje klocka med utsignalen av en gemensam oscillator, delning av utsignalen från en första av klockorna och detektering samt räkning av uppåtgáende nollkorsningar (eng. zero up- crossings).

I det amerikanska patentet 4.912.734 visas en tidsräknare för händelseinträffanden som har hög upplösning och som arbetar i tvä klockdomäner, domänen av klocksignal A och domänen av klocksignal B. De två klocksignalerna genereras utifrån en ge- mensam klocksignal. Klocksignal A tillhandahålls till en fritt löpande räknare, företrädesvis innefattande en Johnson-räknare och en binär räknare. Râkningsdata för den fritt löpande räk- naren lagras i ett räknarregister i gensvar pà klocksignal B och lagras i ett andra register som andra ankomsttidpunktsdata vid generering av en andra signal B SYNC. B SYNC kommer, när den genereras, att nollställa ett första register. Data i räk- narregistret lagras i det första registret som första ankomst- tidpunktsdata vid genereringen av en första signal A SYNC. A SYNC komer, när den genereras, att nollställa det andra re- gistret. Tidsräknaren för händelseinträffanden innefattar ock- så en klockflankskodare som är mottaglig för en insignal och 508 585 klocksignalerna A och B för generering av signalerna A SYNC och B SYNC. Om insignalen anländer under den första halvcykeln av den gemensamma klocksignalen så genereras A SYNC. Om insig- nalen anländer under den andra halvcykeln av den gemensamma klocksignalen så genereras B SYNC. På detta sätt kan klock- flankskodaren styra vilket av första och andra ankomsttid- Vpunktsdata som ska tillhandahållas som kretsens utdata.

REnoGönELsE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning överkomer dessa och andra nackdelar med de konventionella arrangemangen.

I många tillämpningar föreligger ett allmänt behov av mätning av fasskillnader mellan flera insignaler.

Vidare föreligger ett behov av underhåll och övervakning av både fasdetektorn och dess insignaler. T.ex., genom övervak- ning av frekvensen av insignalerna så kan en felaktigt funge- rande fasdetektor eller en felaktig insignal detekteras. Dess- utom är det också önskvärt att detektera förekomsten av signa- ler vid fasdetektorns ingångar.

Det föreligger ett allmänt behov av en frekvensdetektor och i synnerhet en frekvensdetektor som använder en enkel kretslös> ning och som kan hantera insignaler av olika frekvenser.

Dessutom vad avser både fasskillnadsmätningar och frekvensmät- ningar så är hög upplösningsnoggrannhet önskvärd.

Det är ett första syfte med föreliggande uppfinning att till- handahålla en fasdetektor som kan mäta fasskillnader mellan två eller flera insignaler genom användande av ett minimum av kretsar. 508 585 4 Det är ett annat syfte med uppfinningen att tillhandahålla en fasdetektor i vilken övervakningsfunktionerna är integrerade på ett enkelt sätt. Ännu ett annat syfte med uppfinningen år att tillhandahålla en högupplösande fasdetektor, vars upplösning är lika med cykel- tiden av den klocksignal som anbringas till fasdetektorn, och företrädesvis halva cykeltiden av klocksignalen.

Det är också ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla en frekvensdetektor. Ännu ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en högupplösande frekvensdetektor.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla organ för hantering av mátningspåverkande omslagssituationer.

I enlighet med en allmän uppfinningsidé tillhandahålls en an- ordning som är mottaglig för ett på förhand bestämt antal in- signaler för extrahering av information från insignalerna.

I enlighet med en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls en fasdetektor. Fasdetektorn är mottaglig för ett på förhand bestämt antal, K, insignaler mellan vilka det är önskvärt att mäta fasskillnader.

I enlighet med en första utföringsform av uppfinningen inne- fattar fasdetektorn en räknare, ett på förhand bestämt antal K första register och första subtraheringsorgan. Räknaren är mottaglig för en första klocksignal för generering av en räk- narsignal. Vart och ett av de K första registren är mottaglig för räknarsignalen och en respektive av de K insignalerna för uppdatering av ett individuellt första räknarvärde genom lag- ring av det aktuella räknarvärdet av räknarsignalen i gensvar på tidsinformation som bärs av den respektive insignalen. Det första subtraheringsorganet är mottagligt för de första räk- 508 585 5 narvärdena för generering av första skillnadsvärden som repre- senterar fasskillnader mellan respektive par av de K insigna- lerna.

I allmänhet räknar räknaren över mer än en räknarsekvens, var- vid övergången mellan räknarsekvenser hänvisas till som ett omslag (eng. wrap). I en del tillämpningar av fasdetektorn en- ligt föreliggande uppfinning kan omslagssituationer som kommer att påverka fasskillnadsmätningarna, inträffa. Dessa omslags- situationer hanteras effektiv enligt en andra utföringsform av uppfinningen genom införlivande av ett korrigeringsorgan i den uppfinningsmässiga fasdetektorn. Korrigeringsorganet korrige- rar för ett omslag som påverkar ett fasskillnadsvärde genom addering av ett korrigeringsvärde till fasskillnadsvårdet för att generera ett korrigerat fasskillnadsvârde. På detta sätt erfordras ingen initialisering eller återstàllning av räkna- ren. Korrigeringsvärdet kan vara positivt såväl som negativt.

I enlighet med en tredje utföringsform av föreliggande uppfin- ning tillhandahálls fasdetektorn med ett andra detekteringsor- gan för övervakning av förekomsten av insignaler vid fasdetek- torns ingångar. Det andra detekteringsorganet detekterar, för vart och ett av en uppsättning av första register, huruvida det första râknarvárdet som för närvarande är lagrat i det första registret är lika med ett jämförelsevärde som är repre- sentativt för det föregående första räknarvärdet av det första registret, vilket har lagrats tidigare i det andra detekte- ringsorganet. Om ett lika-med-tillstånd detekteras så genere- ras en ingen-signal-indikation. En ingen-signal-indikation be- tyder i allmänhet att det inte finns någon insignal närvarande vid den fasdetektoringång som är associerad med det särskilda första registret. Jämförelsevârdet uppdateras, efter detekte- ringen, genom lagring av det första räknarvärdet av det första registret i det andra detekteringsorganet i gensvar på en återkommande laddningssignal. 5Û8 585 I enlighet med en fjärde utföringsform av föreliggande uppfin- ning förses fasdetektorn med K andra register. Vart och ett av de K andra registren är förbundet med ett respektive, hänvisat till som dess associerade första register, av de K första re- gistren. Varje andra register är mottagligt för det första räknarvärdet av dess associerade första register och för samma insignal som den av dess associerade första register för re- servkopiering, innan uppdateringen, av det första räknarvärdet som ett back-up-räknarvärde, i gensvar på den tidsinformation som bärs av insignalen. De första räknarvärdena och back-up- räknarvärdena används för tillhandahållande av användbar in- formation om fasdetektorn och dess insignaler; - ett alternativt sätt att hantera mätningspàverkande omslagssituationer tillhandahålls genom jämförelse av första räknarvärden med back-up-räknarvärden och beroende pä resulta- tet av denna jämförelse eventuellt utförande av en addi- tion/subtraktion; och - frekvensen av minst en av insignalerna bestäms och an- vänds för övervakning av fasdetektorn själv.

För bestämningen av frekvensen av minst en av insignalerna förses fasdetektorn med andra subtraheringsorgan. Företrädes- vis är det första och det andra subtraheringsorganet integre- rade i en huvudenhet för subtrahering.

Upplösningen av en fasdetektor bestäms i allmänhet av räknaren och frekvensen av den klocksignal som anbringas till räknaren.

När den enhet, hänvisad till som râknarkärnan, i en räknings- krets som faktiskt registrerar de inkomande pulserna av en klocksignal underkastas vissa pà förhand bestämda kvalitets- krav, och implementeras i en given teknologi, så kan frekven- sen av den klocksignal, hänvisad till som den första klocksig- nalen, som anbringas till räknarkàrnan vara för hög för till- förlitlig och optimal drift av räknarkàrnan. Problemet med att utnyttja hela frekvenspotentialen av en given teknologi på samma gång som man uppfyller vissa frekvensbegränsande krav på räknarkàrnan löses enligt ännu en annan utföringsform av upp- 508 585 7 finningen. Räknaren eller räkningskretsen i fasdetektorn inne- fattar en generator för generering, i gensvar på den första klocksignalen av en första frekvens, av ett pà förhand bestämt antal M andra klocksignaler som är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den första frekvensen. Vidare innefattar räknaren: M sekundära räknare, som var och en är mottaglig för en respektive av de M andra klocksignalerna för generering av en individuell sekundär räknarsignal; och en summeringskrets som är mottaglig för de sekundära räknarsignalerna för generering av râknarens räknarsignal ge- nom addering av de sekundära räknarsignalerna så att räknar- värdet av räknarsignalen har samma antal bitar och samma sig- nifikans som räknarvärdet av de sekundära räknarsignalerna.

Den andra frekvensen är anpassad för att fungera bra i de se- kundára räknarna, d.v.s. räknarkárnan.

De andra klocksignalerna är fasförskjutna i förhållande till varandra så att det resulterande räknarvärdet uppdateras med en frekvens som är lika med M multiplicerat med den andra in kvensen.

Dessutom utformas summeringskretsen sá att ingen initialise- ring av de sekundára räknarna och generatorn av andra klock- signaler erfordras.

Fasdetektorn enligt uppfinningen erbjuder följande fördelar: - Det finns inga begränsningar pá antalet insignaler som kan anslutas till fasdetektorn; - Olika grupper av insignaler kan anslutas till samma fasdetektor; - I en föredragen utföringsform av uppfinningen erford- ras ingen initialisering av maskinvaran; - Övervaknings- och underhàllsfunktioner integreras pá ett elegant och enkelt sätt; - En upplösning för fasdetektorn som är lika med tvâ gånger den inmatade klockfrekvensen erhålls. 508 585 I enlighet med en andra aspekt av uppfinningen används de fre- kvensövervakande egenskaperna hos den uppfinningsmässiga fas- detektorn separat för att tillhandahålla en frekvensdetektor.

En frekvensdetektor som mäter frekvensen av var och en av ett på förhand bestämt antal insignaler tillhandahålls. I denna andra aspekt av uppfinningen utelämnas det första subtrahe- ringsorganet och ersätts av det andra subtraheringsorganet så att den uppfinningsmässiga frekvensdetektorn innefattar räkna- ren, de K första registren, de K andra registren och det andra subtraheringsorganet.

I frekvensdetektorn enligt den andra aspekten av uppfinningen tillhandahålls omslagshantering och övervakning av förekomsten av insignaler. Dessutom garanteras högupplösningsmátningar.

Vidare, i enlighet med den första aspekten av uppfinningen tillhandahålls också ett förfarande för mätning av fasskillna- der mellan två eller flera insignaler.

Förfarandet enligt den första aspekten av uppfinningen inne- fattar vidare omslagshantering, övervakning av insignalerna samt ett elegant sätt att tillhandahålla högupplösningsmát- ningar av fasskillnaderna.

I enlighet med den andra aspekten av uppfinningen tillhanda- hålls ett förfarande för mätning av frekvensen av var och en av ett antal insignaler.

Vidare tillhandahålls ett alternativt sätt för realisering av en högupplösande fasdetektor och frekvensdetektor.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA De nya särdrag som är kännetecknande för uppfinningen fram- läggs i de bifogade patentkraven. Uppfinningen själv såväl som andra särdrag och fördelar av denna kommer emellertid att för- stås bäst genom hänvisning till den följande detaljerade be- v» 508 585 9 skrivningen av de särskilda utföringsformerna, när denna läses i anslutning till de medföljande ritningarna, i vilka: Fig. 1 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en första utföringsform av uppfinningen; _Fig. 2 är ett tidsdiagram som illustrerar ett exempel pà de signaler och räknarvärden som uppträder i fasdetek- torn som visas i fig. 1; Fig. 3 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen; Fig. 4 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt uppfinningen, där K är lika med 2; Fig. 5 är ett schematiskt blockdiagram över den uppfinnings- mässiga fasdetektorn, där K är större än 3; Fig. 6 är ett schematiskt flödesdiagram som illustrerar ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad mellan minst ett par av ett pá förhand bestämt antal K av insignaler i enlighet med den första aspekten av föreliggande uppfinning; Fig. 7 är ett schematiskt diagram som illustrerar hur fasde- tektorns räknare ökar sitt râknarvärde med tiden (t); Fig. 8 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en andra utföringsform av uppfinningen; Fig. 9 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en tredje utföringsform av uppfinningen; Fig. 10 är en schematisk ritning av ett telekommunikations- system; 508 585 Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig. ll 12 13 14 15 16 17 18 19 20 10 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen; är ett tidsdiagram som illustrerar ett exempel pà de signaler och räknarvärden som uppträder i fasdetek- torn enligt fig. 11; är ett schematiskt diagram som illustrerar hur räk- narvärdet ökar med tiden (t); är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över en frekvensde- tektor enligt den andra aspekten av föreliggande upp- finning; är ett schematiskt blockdiagram över en frekvensde- tektor enligt en föredragen utföringsform av den and- ra aspekten av uppfinningen; är ett schematiskt flödesdiagram som illustrerar ett förfarande för mätning av en frekvens av var och en av ett lighet på förhand bestämt antal K av insignaler i en- med uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en föredragen utföringsform av den första as- pekten av uppfinningen; är ett schematiskt flödesdiagram över ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad mellan åt- minstone ett par av ett pâ förhand bestämt antal K av Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.

Fig. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 508 585 ll insignaler i enlighet med den första aspekten av upp- finningen; är ett schematiskt blockdiagram över en frekvensräk- nare enligt teknikens ståndpunkt; är ett schematiskt blockdiagram över en räknare eller en räkningskrets enligt uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över en generator av andra klocksignaler enligt en utföringsform av upp- finningen; är ett tidsdiagram som visar ett exempel pà en del av de signaler och räknarvärden som uppträder i en fas- detektor, enligt uppfinningen, vilken innefattar räk- ningskretsen enligt fig. 22; är ett schematiskt blockdiagram över en generator av andra klocksignaler enligt en annan utföringsform av uppfinningen; är ett schematiskt flödesdiagram över ett förfarande för generering av en räknarsignal enligt uppfinning- en; är ett schematiskt diagram som illustrerar hur man 23, fig. 28 och fig. 29, vilka tillsam- mans bildar ett schematiskt blockdiagram över en anordnar fig. högupplösande fasdetektor enligt uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över delar av en högupplösande fas- och frekvensdetektor enligt uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över delar av en högupplösande fasdetektor enligt uppfinningen; 508 585 12 Fig. 30 är ett schematiskt diagram som illustrerar hur man anordnar fig. 23, fig. 28 samt fig. 31 som tillsam- mans bildar ett schematiskt blockdiagram över en högupplösande frekvensdetektor enligt uppfinningen; och Fig. 31 är ett schematiskt blockdiagram över delar av en högupplösande frekvensdetektor enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Exempel på en fasdetektor Fig. 1 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor en- ligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning. Den innefattar en räknare 2, första register 3A, 3B, 3C och en första subtraherare 5. Fasdetektorn tar emot tre insignaler INPUT 1, INPUT 2 och INPUT 3 och en klocksignal hänvisad till som en första klocksignal, CLOCK. Räknaren 2 är mottaglig för den första klocksignalen som har en första frekvens för gene- rering av en ráknarsignal. Den första klocksignalen genereras företrädesvis av en konventionell klockgenerator. Vart och ett av de första registren 3A, 3B, 3C är mottagligt för räknarsig- nalen från räknaren 2 och en respektive av de tre insignalerna för lagring av en räkning eller ett räkningsvärde, härefter hänvisat till som ett räknarvärde, av räknarsignalen som ett individuellt första räknarvärde i allmänhet i gensvar pá tidsinformatíon som bärs av den respektive insignalen. Den första subtraheraren 5 gör utlàsningar från de första regist- ren 3A, 3B, 3C för att erhålla de första räknarvärdena. Om det, som exempel, är önskvärt att mäta fasskillnaden mellan insignalen INPUT 1 och INPUT 3 sä subtraheras de första räk- narvärdena som associerade med dessa insignaler från varandra.

Resultatet av denna subtraktion, ett första skillnadsvärde, är representativt för fasskillnaden mellan insignalerna. Eftersom det finns tre insignaler i detta särskilda exempel sá är det möjligt att mäta fasskillnader mellan INPUT 1 och INPUT 2, mellan INPUT 1 och INPUT 3, samt mellan INPUT 2 och INPUT 3. I 508 585 13 fig. 1 har den först subtraheraren 5 tre utsignaler. Den ut- signal som är markerad med en heldragen linje representerar ett för närvarande beräknat fasskillnadsrepresenterande värde, och de andra tvâ utsignalerna med streckade linjer anger att det är möjligt att erhålla tvà individuella fasskillnadsrepre- senterande värden till. I en föredragen utföringsform av upp- finningen kan den första subtraheraren 5 hantera tre fasskill- nadsrepresenterande värden i princip samtidigt.

Företrädesvis är räknaren 2 en binär modulo-2” räknare som räk- nar från noll till 2"-1. Med andra ord är det en räknare av n bitar. En räknarsignal definieras i allmänhet som utdata fràn en räknare. Räknaren 2 är företrädesvis implementerad i en ASIC genom vippor. När räknaren 2 har nått sitt högsta räknar- värde, 2"-1, startar den på nytt från noll.

De första registren 3A, 3B, 3C kan lagra minst n bitar var.

Företrädesvis realiseras de första registren genom flanktrig- gade D-vippor. Det finns en D-vippa för varje bit. I en före- dragen utföringsform av uppfinningen uppvisar de första re- gistren en laddningsingáng.

Naturligtvis kan vilken konventionell räknare som helst vilken producerar en räknarsekvens och vilket konventionellt n-bitars register som helst utnyttjas.

Exempel på tidsinformation är ett synkroniseringsmönster eller helt enkelt den positiva eller negativa flanken av en fyr- kantsvàgformad signal. Tidsinformationen är normalt återkom- mande.

Följande exempel ges: Räknaren 2 räknar klockpulsen av den första klocksignalen.

Räknaren 2 inkrementerar sitt räknarvärde varje gång den förs- ta klocksignalen, CLOCK, går hög. De första registren innefat- tar D-vippor som triggas på den positiva flanken. Betrakta det första registret 3A och insignalen INPUT 1 som är ansluten 508 585 14 till detta. Varje gång tidsinformationen, den positiva flanken i detta exempel, som bärs av INPUT 1 uppträder vid det första registrets 3A laddningsingàng så kommer räknarvärdet av räkna- ren 2 att överföras till det första registret 3A.

I allmänhet uppdateras de första räknarvärdena som hålls av de första registren fortlöpande i gensvar pà den återkommande po- sitiva flanken av insignalerna. På detta sätt kommer även de fasskillnadsrepresenterande värdena att uppdateras.

Nu med hänvisning till fig. 2 så föreligger där ett tidsdia- gram som illustrerar ett exempel pà de signaler och räknarvär- den som uppträder i fasdetektorn som visas i fig. 1. Det finns en fyrkantsvågformig signal CLOCK, hänvisad till som den förs- ta klocksignalen, vilken sänds in i räknaren 2. Räknaren 2 ge- nererar en räknarsignal som har ett löpande räknarvärde, CV, vilket stegas upp av varje cykel av klocksignalen. Vidare vi- sas tre insignaler INPUT 1, INPUT 2 och INPUT 3 och deras mot- svarande första räknarvärden FCV(1), FCV(2) resp. FCV(3). De första räknarvärdena FCV(l), FCV(2), FCV(3) lagras i de första registren 3A, 3B resp. 3C. I drift, när tidsinformationen, i detta fall den positiva flanken, pà INPUT 1 uppträder vid laddningsingángen av det första registret 3A så uppdateras det första räknarvärdet, lika med 25, som lagrats tidigare i det första registret 3A så att det aktuella räknarvärdet 48 av räknarsignalen lagras i det första registret 3A. På motsvaran- de sätt uppdateras också de första räknarvärdena FCV(2) och FCV(3) i gensvar på den positiva flanken av INPUT 2 resp.

INPUT 3.

Fasskillnader mellan insignalerna erhålls genom subtrahering av de motsvarande första räknarvärdena med varandra. T.ex. är fasskillnaden mellan INPUT 1 och INPUT 3, med hänsyn tagen till de senast uppdaterade första räknarvärden, lika med FCV(3)-FCV(1) = 49-48 = 1 cykel av den första klocksignalen.

Det är viktigt att notera att fasen av insignal INPUT 3 släpar efter med avseende på INPUT 1, men att det räknarvärde som är 508 585 15 associerat med INPUT 3 är högre än det räknarvärde som är as- socierat med INPUT 1. I allmänhet utmatas de fasskillnadsre- presenterande värdena som fasskillnadsrepresenterande signa- ler.

Företrädesvis realiseras subtraktionen i programvara som exek- verar i en mikroprocessor eller en signalprocessor.

Det är emellertid också möjligt att implementera subtraktionen i maskinvara. T.ex. kan konventionella byggblock såsom 74-LS- 181, 74-HC-181, eller 74-LS-83, 74-HC-83 användas för realise- ring av en maskinvaruimplementering av en subtraherare. Bygg- blocket 74-XX-181 där XX representerar t.ex. HC eller LS är en aritmetisk logisk enhet (ALU) som innefattar en 4-bitars sub- traherare. Byggblocket 74-XX-83 som är en 4-bitars adderare kan användas för utförande av additioner som A + (-B) vilket i själva verket är en subtraktion, A - B. I både fallet med 74- XX-181 och 74-XX-83 så förbinds flera 4-bitarsenheter med var- andra på ett känt sätt för att realisera en n-bitars subtrahe- rare. De ovan givna konventionella enheterna, 74-XX-181 och 74-XX-83 kan också användas för utförande av additioner och subtraktioner i de olika utföringsformer som följer.

När tidsinformationen är ett synkroniseringsmönster så avkodar en digital avkodare synkroniseringsmönstret pà ett känt sätt och de avkodade signalerna sänds till de första registren.

Hänsyn måste tas till avkodningsfördröjningar så att den rela- tiva tidsinformationen mellan insignalerna bibehålls efter av- kodningen.

De första räknarvärdena av de första registren 3A, 3B och 3C bör härröra från samma tidpunkt. Detta kan lösas genom att ha en hállfunktion i vart och ett av de första registren. T.ex. uppvisar varje första register en enable-pinne som är ansluten till en mikroprocessor eller annan utlásningsanordning. En hállsignal distribueras till de första registren från mikro- processorn och hàllsignalen släpps när alla de första regist- 508 585 16 ren har lästs. Samplingstiden måste justeras så att det före- ligger åtminstone en period av den lägsta frekvensen mellan släpp och aktivering av hâllsignalen. En annan lösning är att ha skuggregister med en hállfunktion sä att räknarvärdena kan frysas tills dess alla register har lästs. Skuggregistren är förbundna till de första registren.

När den första subtraheraren 5 realiseras genom programvara i en mikroprocessor (inte visad) så är utläsningen av de första räknarvärdena genom mikroprocessorn styrbar genom en program- varuoperatör. Både tidsintervallen mellan utlàsningarna och vilka första register som skall läsas kan styras av programva- ran. Det är viktigt att förstå att den första subtraheraren 5 inte behöver läsa de första räknarvärdena av de första regist- ren med regelbundna tidsintervall, även fast detta är önsk- värt.

När utläsningen av de första registren är asynkron i förhàl- lande till de tidpunkter när de första registren uppdateras så är det inte känt vilket första register som var det sista som fick sitt värde uppdaterat innan utläsningen. Detta betyder att de fasskillnader som resulterar fràn subtraktionerna av den första subtraheraren 5 kan ligga i intervallet -2n till 2n. En cykel av en insignal är lika med 2n. Eftersom räknaren har 2” olika tillstànd, så mäste 2" multiplicerat med cykelti- den av den första klocksignalen vara större än 2 gånger cykel- tiden av insignalerna. Följande exempel ges: Insignaler av 8kHz och en klocksignal av 368 MHz betrak- tas. Enligt det ovan angivna villkoret: 2“-(1/(36s-1o“)) > 2-(1/8000) 2" > 92160 n > 16,5 (avrundat). 508 585 17 Sàledes måste antalet bitar, n, av ráknaren 2 vara större än eller lika med 17. Antalet bitar av vart och ett av de första registren 3A-C måste också vara lika med eller större än 17, och av denna anledning komer det att finnas minst 17 D-vippor i varje register. Vidare mäste antalet bitar av en maskinva- ruimplementering av den första subtraheraren 5 vara lika med eller större än 17.

När utläsningen av de första registren är synkron med uppdate- ringen av de första registren kommer fasskillnaden att ligga i ett intervall med längden Zn. Således kommer villkoret ovan att ändras i enlighet med detta.

I det följande antas att utläsningen av de första registren är asynkron med uppdateringen av de första registren. Detta bör inte tolkas som ett begränsande krav eftersom det är lika möj- ligt att ha synkron utlásning.

Fig. 3 är ett schematiskt blockdiagram som liknar det enligt fig. 1 och som visar en fasdetektor enligt en alternativ utfö- ringsform av uppfinningen. Blockdiagrammet enligt fig. 3 är identiskt med det enligt fig.1 förutom vad avser subtrahe- ringsarrangemanget. I fig. 3 har fasdetektorn tre subtraherare 5A, 5B, SC. Var och en av subtraherarna är mottaglig för de första räknarvärdena av ett respektive par av första register.

Subtraherarna SA, SB, SC är mottagliga för de första räknar- värdena av de första registren 3A och 3B, 3B och 3C resp. 3A och 3C. Denna lösning är särskilt lämplig när subtraheringsar- rangemanget realiseras i maskinvara.

I allmänhet är föreliggande uppfinning tillämpbar på en situa- tion i vilken den uppfinningsmássiga fasdetektorn är mottaglig för ett på förhand bestämt antal K av insignaler där K är ett positivt heltal som är större än 1. I enlighet med detta inne- fattar fasdetektorn K första register som vart och ett är mot- tagligt för räknarsignalen frán räknaren 2 och en respektive av de K insignalerna. 508 585 18 I fig. 4 visas ett schematiskt blockdiagram över en fasdetek- tor enligt uppfinningen där K är lika med 2. Fasdetektorn in- nefattar en räknare 2, två första register 3A, 3B och en förs- ta subtraherare 5. Vidare finns det tvâ insignaler INPUT 1 och INPUT 2 som är anslutna till laddningsingângen av de första registren 3A resp. 3B. Den första subtraheraren 5 subtraherar de första räknarvärdena av de första registren 3A och 3B för att generera ett första skillnadsvärde som är representativt för fasskillnaden mellan INPUT 1 och INPUT 2.

Fig. 5 är ett schematiskt blockdiagram över den uppfinnings- mässiga fasdetektorn, där K är större än 3. Fasdetektorn inne- fattar en räknare 2, ett flertal första register 3A, 3B, 3C, ., 3X, och en första subtraherare 5. Fasdetektorn, och de första registren i synnerhet, tar emot ett flertal insignaler INPUT 1, INPUT 2, INPUT 3, __., INPUT K. Antalet insignaler är lika med antalet första register. Fasdetektorn enligt denna allmänna form av uppfinningen kan mäta en fasskillnad mellan varje kombination av två insignaler förutsatt att de tvâ in- signalerna har huvudsakligen samma frekvens. Flera fasskill- nadsmätningar kan utföras parallellt. Det finns ingen begrän: ning vad avser antalet insignaler som kan anslutas till fasde tektorn. Dessutom finns inget krav pà att alla insignalerna skall ha samma frekvens. Olika grupper av insignaler kan an- slutas till den uppfinningsmässiga fasdetektorn. T.ex. ansluts tre insignaler av en frekvens som är lika med 8 kHz, och tvà insignaler av en annan frekvens som är lika med 64 kHz till fasdetektorn. De tre 8 kHz insignalerna utgör en första grupp och de två 64 kHr insignalerna utgör en andra grupp. Det är emellertid viktigt att förstå att de insignaler mellan vilka det är önskvärt att mäta fasskillnader måste ha huvudsakligen samma frekvens. Naturligtvis måste antalet bitar av räknaren och registren anpassas till den grupp av insignaler som har den lägsta frekvensen. Den lägsta frekvensen kommer att ge det högsta värdet på antalet bitar, n. 5Û8 585 19 I fasdetektorn enligt fig. 1 tillhandahålls endast en första subtraherare 5 som är mottaglig för de första räknarvärdena som är associerade med tre insignaler för att generera en, två eller tre fasskillnadsrepresenterande utsignaler medan i fas- detektorn enligt fig. 3 så finns det tre subtraherare SA, SB, 5C som var och en är associerad med två insignaler. Naturligt- vis är en mångfald alternativa subtraheringsarrangemang också möjliga. Ett allmänt krav är att fasdetektorn bör innefatta åtminstone en första subtraherare som är mottaglig för åtmins- tone två av de första räknarvärdena för att generera minst ett första fasskillnadsrepresenterande värde.

Enligt en utföringsform av uppfinningen tillhandahålls en enda första subtraherare 5 i fasdetektorn även fast fasdetektorn tar emot flera insignaler. Den enstaka första subtraheraren 5 är mottaglig för två första räknarvärden åt gången för att ge- nerera ett fasskillnadsrepresenterande värde och kan generera ett antal fasskillnadsrepresenterande värden i sekvens.

Fig. 6 visar ett schematiskt flödesdiagram som illustrerar ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad mellan minst ett par av ett på förhand bestämt antal K av insignaler i enlighet med den första aspekten av föreliggande uppfinning.

K är ett positivt heltal som är större än 1. I steg 201 gene- reras en räknarsignal kontinuerligt i gensvar på en klocksig- nal. I steg 202 lagras det aktuella räknarvärdet av den konti- nuerligt genererade râknarsignalen som ett individuellt första räknarvärde, för var och en av de K insignalerna, i gensvar på tidsinformation som bärs av insignalen. I steg 203 subtraheras minst två av de första räknarvärdena, i par, för att generera minst ett skillnadsvärde som representerar en fasskillnad mel- lan ett respektive par av de K insignalerna, Varje individuellt första ráknarvärde uppdateras fortlöpande i gensvar på den återkomande tidsinformation som bärs av den motsvarande insignalen. Subtraktionen i steg 203 upprepas i allmänhet med regelbundna intervall, företrädesvis i anslut- 508 585 20 ning till uppdateringen/lagringen av de första räknarvärdena.

Till en viss grad kan stegen 201-203 utföras parallellt.

I det följande, för enkelhets och klarhets skull, sä kommer den första aspekten av föreliggande uppfinning att beskrivas och förklaras i det specifika sammanhanget med en fasdetektor som är mottaglig för tre insignaler INPUT 1, INPUT 2 och INPUT 3. Det är uppenbart att detta antal insignaler inte är avsett att begränsa uppfinningen omfattning.

Exempel på en fasdetektor med omslagshantering Fig. 7 är ett schematiskt diagram som illustrerar hur räknaren 2 ökar sitt räknarvärde med tiden (t). Trots att kurvan enligt fig. 7 illustreras som en kontinuerlig kurva ska det förstås att räknarvärdet inkrementeras med ett positivt inkrement för varje klockpuls av klocksignalen som anbringas till räknaren.

Inkrementet är större än noll och i allmänhet lika med 1. När räknaren 2 har nått sitt högsta räknarvärde, 2”-1, så kommer nästa räknarvärde att vara noll; ett omslag. Därefter fortsàr ter räknaren 2 att räkna upp till 2"-1 och ett ytterligare om slag äger rum o.s.v.

Räknaren 2 i fasdetektorn enligt den första utföringsformen av uppfinningen mäste áterstâllas till noll innan fasskillnads- mätningarna påbörjas. Korrekt drift av fasdetektorn enligt den första utföringsformen garanteras under en räknarsekvens frän noll till 2"-1. Emellertid om denna fasdetektor skall användas för mätning av fasskillnader pà fortlöpande basis så kommer omslagssituationer att inträffa.

Med hänvisning till fig. 7 så representeras det första räknar- värdet FCV(l) associerat med insignal INPUT 1 såväl som det första räknarvärdet FCV(2) associerat med insignal INPUT 2 av svarta punkter. Det är uppenbart från fig. 7 att ett omslag har ägt rum i tidsperioden mellan uppdateringen av FCV(l) och FCV(2). Detta omslag kommer att påverka fasskillnadsmätningen mellan INPUT 1 och INPUT 2 på ett icke önskvärt sätt. 508 585 21 Fig. 8 är ett schematiskt blockdiagram som liknar det enligt fig. 1 och som visar en fasdetektor enligt en andra utförings- form av uppfinningen. Blockdiagrammet enligt fig. 8 är iden- tiskt med det enligt fig. 1 förutom vad avser en första detek- tor/12”-adderare 7 som innefattas i fasdetektorn. Det första detekterings-/adderingsorganet 7 tillhandahålls för att hante- - ra omslagssituationer som påverkar mätningar. Det första de- tekterings-/adderingsorganet 7 år mottagligt för de fasskill- nadsrepresenterande första skillnadsvärdena från den första subtraheraren 5 och detekterar, för varje första skillnadsvär- de, huruvida absolutvärdet av det första skillnadsvárdet är större än ràknarintervallet dividerat med 2, d.v.s. 2”/2. Dess- utom detekterar den första detektorn/adderaren 7 huruvida det första skillnadsvárdet är positivt eller negativt. När ett större-än-tillstànd detekteras och det första skillnadsvárdet är negativt så adderas ett värde som är representativt för ràknarintervallet 2” till det första skillnadsvárdet för att generera ett nytt korrigerat första skillnadsvärde. När ett större-än-tillstànd och ett positivt tillstànd detekteras så subtraheras ett värde som är representativt för ràknarinter- vallet, 2“, från det första skillnadsvárdet för att generera ett nytt korrigerat första skillnadsvärde. Notera att en sub- traktion av 2” är lika med en addition av -2". Således i2“- adderaren. Det första detekterings-/adderingsorganet 7 imple- menteras företrädesvis i programvara som exekverar i en mikroprocessor (inte visad).

Genom hantering av mätningspàverkande omslag på detta sätt så erfordras ingen initialisering eller återställning av räkna- ren .

Betrakta, som exempel, de första räknarvärdena FCV(1) och FCV(2) enligt fig. 7. Det första skillnadsvárdet FDV är lika med FCV(2) - FCV(1). Antag att absolutvärdet av det första skillnadsvárdet FDV är större än 2”/2. Således komer detta första skillnadsvärde FDV att inkorrekt representera fasskill- naden mellan INPUT 1 och INPUT 2. Emellertid genom addering, 508 585 22 eftersom det första skillnadsvärdet är negativt, av räknarin- tervallet eller räknarsekvensen 2”. till det första skillnads- värdet FDV så kommer ett uppdaterat korrigerat skillnadsvärde som är lika med FDV + 2" att genereras. Detta uppdaterade förs- ta skillnadsvârde tar hänsyn till omslaget och är representa- tivt för en korrekt fasskillnad mellan INPUT 1 och INPUT 2.

Alternativt implementeras det första detekterings-/adderings- organet 7 i maskinvara med användande av signalkomparatorer (inte visade) och en konventionell adderare (inte visad).

Exempel pà en fasdetektor med övervakning av förekomsten av insignaler Genom användande av det faktum att râknarvärdet i ett första register kommer att skilja sig från en tidsinformation till nästa, kan man dra slutsatser angáende förekomsten av insigna- ler på fasdetektorns ingångar. Om det inte finns någon insig- nal vid en sárskild fasdetektoringâng så kommer det första râknarvärdet av det motsvarande första registret som är asso- cierat med denna ingång att frysas eftersom laddningsingángen pà det första registret inte mottar någon tidsinformation. Med andra ord kommer det första râknarvärdet att vara detsamma från utläsning till utläsning.

Fig. 9 är ett schematiskt blockdiagram som liknar det enligt fig. 1 och som visar en fasdetektor enligt en tredje utfö- ringsform av uppfinningen. Blockdiagramet enligt fig. 9 är identiskt med det enligt fig. 1 förutom vad avser tre andra detektorer 16A, 16B och 16C. Fasdetektorn enligt denna tredje utföringsform av föreliggande uppfinning tillhandahålls med tre andra detektorer 16A, 16B, 16C som var och en är förbunden med en respektive av de första registren 3A, 3B och 3C. De andra detektorerna 16A-C implementeras företrädesvis i pro- gramvara som exekverar i mikroprocessorn (inte visad).

Betrakta t.ex. det första registret 3A som är associerat med den möjliga insignalen INPUT 1. Den andra detektorn 16A som är 508 585 23 ansluten till det första registret 3A lagrar det första räk- narvärdet av det första registret 3A som ett jämförelsevärdet i gensvar på en áterkomande laddningssignal. Laddningssigna- len sänds i allmänhet från samplingsklockan av mikroprocessorn (inte visad). Naturligtvis måste samplingstiden av mikropro- cessorn utformas korrekt. Samplingsfrekvensen måste vara lika _med eller mindre än den lägsta frekvensen av insignalerna. Ett designtips: om ràknarsekvensen, 2“, inte är en heltalsmultipel (1, 2, 3, ...) av cykeltiden av insignalen så kan samplingsti- den ökas, vilket i sin tur kommer att reducera mikroproces- sorns belastning. Jämförelsevärdet uppdateras varje gång som laddningssignalen mottas av den andra detektorn 16A, och i synnerhet av laddningsingángen av det register som innefattas i den andra detektorn 16A. Emellertid, innan varje uppdatering av jämförelsevärdet, detekterar den andra detektorn 16A huru- vida det första räknarvärdet som för närvarande lagras i det första registret 3A är lika med jämförelsevärdet vilket i själva verket är representativt för det föregående första räk- narvärdet av det första registret 3A. Om ett lika-med- tillstánd detekteras så genereras en ingen-signal-indikation.

De andra detektorerna 16B och l6C förbinds med de första re- gistren 3B resp. 3C. Deras är identisk med den för den andra detektorn 16A.

Alternativt används enda andra detektorenhet (inte visad).

I allmänhet tillhandahålls ett andra detekteringsorgan som de- tekterar, för vart och ett av en uppsättning innefattande ett på förhand bestämt antal S av första register, huruvida det första räknarvärdet som för närvarande finns lagrat i det första registret är lika med ett jämförelsevärde som är repre- sentativt för det föregående första räknarvärdet av det första registret och som har lagrats tidigare i det andra detekte- ringsorganet. Om ett lika-med-tillstånd detekteras så genere- ras en ingen-signal-indikation. En ingen-signal-indikation be- tyder i allmänhet att inte finns någon insignal närvarande vid den fasdetektoringáng som är associerad med det särskilda 508 585 24 första registret. Jämförelsevärdet uppdateras, efter detekte- ringen, genom lagring av det första räknarvärdet av det första registret i det andra detekteringsorganet i gensvar pá en áterkomande laddningssignal. S är ett positivt heltal som be- gränsas av antalet första register i fasdetektorn. Det är möj- ligt att övervaka en enda ingång av fasdetektorn, S=l med av- seende på om det föreligger en insignal eller inte.

Alternativt tillhandahålls en extern klockgenerator för gene- rering av en samplingsfrekvens som är lika med eller mindre än den lägsta frekvensen av insignalerna och var och en av de andra detektorerna realiseras genom en konventionell signal- komparator (inte visad) och ett minnesorgan (inte visat), t.ex. ett register av samma antal bitar som de första regist- ren och utrustat med en laddningsingâng.

I enlighet med en föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar fasdetektorn den första detektorn/adderaren 7 som vi- sas i fig. 8 och det andra detekteringsorganet.

Det andra detekteringsorganet utnyttjas företrädesvis som en övervakande funktion eller anordning i fasdetektorn. Frànvaron av en eller flera av insignalerna detekteras enkelt. Informa- tionen som tillhandahålls av det andra detekteringsorganet an- vänds i allmänhet för att göra sannolikhetsbedömningar. Be- trakta t.ex. en fasdetektor som ursprungligen tar emot tre in- signaler. Antag att insignalerna inte har samma källa och att helt plötsligt så genererar det andra detekteringsorganet 17 en ingen-signal-indikation för varje fasdetektoringàng. Sanno- likheten för att förlora alla tre insignaler är mycket mindre än sannolikheten för att fasdetektorn själv fungerar felak- tigt. Således komer sannolikhetsbedömningen i detta särskilda fall att bli att fasdetektorn är trasig. Felfunktionen kan t.ex. härröra från en felaktig klocksignal eller en felaktig räknare 2. På liknande sätt kan andra sannolikhetsbedömningar göras. 508 585 25 Exempel på en särskild fasdetektortillämpning En särskild tillämpning av fasdetektorn enligt uppfinningen kommer att beskrivas med hänvisning till fig. 10. Fig. 10 är en schematisk ritning över ett telekommunikationssystem. Det består i huvudsak av väljare S eller motsvarande, fysiska län- kar som sammanbinder väljarna och olika hjälpanordningar. I allmänhet är de fysiska länkarna grupperade i trunkgrupper TG som utsträcker sig mellan väljarna S. Normalt skulle ett tele- komunikationssystem vara implementerat med fler väljare och trunkgrupper än vad som illustreras i fig. 10. Emellertid kom- mer de förenklade representationerna enligt fig. 10 att använ- das för beskrivning av den särskilda tillämpningen av förelig- gande uppfinning. Det finns accesspunkter till det fysiska nätverket, till vilka accesspunkter, accessenheter såsom tele- fonapparater och datormodem är förbundna. En fysisk länk ut- nyttjar överföringsutrustning såsom fiberoptiska ledare, koax- ialkablar eller radiolänkar. En väljare S innefattar i allmän het ett antal kretsar som normalt är monterade på kretskort vilka lagras i magasin.

En väljare innefattar normalt ett klockgenereringssystem so" förser digitala kretsar i väljaren med klocksignaler. För az' möta kraven på säkerhet och tillförlitlighet bör klockgenere~ ringssystemet vara redundant. Redundans garanteras genom an- vändande av multipla klocksignalgenererande enheter. I allmän- het erfordrar ett redundant klocksystem med multipla enheter någon typ av regleringssystem. Klocksystemet kan vara av typen master-slav eller ett ömsesidigt reglerande klocksystem. I en- dera fallet mäste klocksignalerna av olika klockgenereringsen- heter vara synkroniserade med varandra på något sätt. I detta syfte mäts fasskillnader mellan klocksignalerna av de olika klocksignalgenererande enheterna. Detta realiseras av en fas- detektor enligt uppfinningen. I det för närvarande föredragna klocksystemet tar fasdetektorn emot tre klocksignaler och fastställer tre olika fasskillnader mellan på förhand bestämda par av klocksignalerna. I synnerhet utförs fasskillnadsmät- ningar med avseende pä ett synkroniseringsmönster av 8 kHz som 508 585 26 bärs av varje klocksignal. Ett digitalt avkodningsorgan an- vänds för att avkoda synkroniseringsmönstret. Fasskillnadsvär- den sänds därefter till en regulator som beräknar styrspän- ningar, av vilka var och en sänds till en respektive av klock- signalgeneratorerna i klocksystemet.

Naturligtvis beror antalet klocksignaler mellan vilka det är önskvärt att mäta fasskillnader på graden av redundans i klocksystemet. Om t.ex. fyra klockgenereringsenheter används så komer fasdetektorn att ta emot fyra klocksignaler.

Vidare är flera väljare i allmänhet synkroniserade med varand- ra i en nätverkssynkronisering. Denna nätverkssynkronisering som kan vara av olika typer såsom ömsesidig eller master-slav synkronisering erfordrar också fasskillnadsmätningar. Dessa mätningar realiseras av fasdetektorn enligt uppfinningen.

Den ovan givna särskilda tillämpningen av föreliggande uppfin- ning bör inte tolkas som begränsande. En mångfald andra till- lämpningar existerar inom telekommunikationsfältet men också inom andra områden av teknologi.

Exempel på en fasdetektor med alternativ omslagshantering och¿eller frekvensövgrvakning Fig. 11 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen. Blockdiagram- met enligt fig. 11 liknar det enligt fig. 1 förutom vad avser en andra uppsättning av register som används för reservkopie- ring av de första råknarvàrdena av de första registren. Dess- utom tillhandahålls en mikroprocessor 19 i vilken den första subtraheraren 5 implementeras. I fasdetektorn enligt den fjär- de utföringsformen av uppfinningen tillhandahålls tre andra register 4A, 4B, 4C. Fasdetektorn som tar emot tre insignaler INPUT 1, INPUT 2, INPUT 3 innefattar en räknare 2, första re- gister 3A, 3B, 3C, andra register 4A, 4B, 4C och subtrahe- ringsenheten 5 implementerad i mikroprocessorn 19. För varje insignal finns ett första register och ett andra register som 508 585 27 är förbundna med varandra. Vart och ett av de andra registren är förbundet med ett respektive, hänvisat till som dess asso- cierade första register, av de första registren, så att varje andra register är mottaglig för det första räknarvärdet av dess associerade första register. Med andra ord är utgången av de första registren 3A, 3B, 3C förbunden med in-ingången av de andra registren 4A, 4B resp. 4C. Vidare är varje andra regis- ter mottagligt för samma insignal som den till dess associera- de första register. Varje insignal distribueras till ladd- ningsingàngen av ett respektive av de första registren och till laddningsingàngen av det motsvarande andra registret.

I den föredragna utföringsformen är de första och andra re- gistren av sama typ, företrädesvis implementerade genom D- vippor och utrustade med en laddningsingàng. De andra regist- ren kan lagra samma antal bitar som de första registren; n bi- tar.

Betrakta som exempel insignal INPUT 1. I drift, när tidsinfc: mationen som bärs av INPUT 1 framträder vid laddningsingàngen av det motsvarande andra registret 4A så reservkopieras, lag ras, det första räknarvärdet som finns lagrat i det associera de första registret 3A som ett back-up-räknarvärde via in- ingången i det motsvarande andra registret 4A. Om klocksigna- len när de första och andra registren vid samma tidpunkt sä tillhandahålls en intern fördröjning vilken implementeras i vart och ett av de första registren, och D-vipporna i dessa i synnerhet, så att de första räknarvärdena reservkopieras innan uppdateringen av de första räknarvärdena. Denna interna för- dröjning av de första registren realiseras så att noggrannhe- ten av mätningarna inte påverkas alls eller så att denna ef- fekt är försumbar. Omedelbart efter reservkopieringen av det första räknarvärdet av det associerade första registret 3A som ett back-up-ràknarvàrde i det andra registret 4A lagras det aktuella räknarvärdet av ráknaren 2 i det associerade första registret 3A. 508 585 28 På detta sätt uppdateras det första räknarvärdet i det första registret 3A och, innan denna uppdatering, har det första räk- narvärdet i det första registret 3A reservkopierats i det and- ra registret 4A. Detta förfarande äger rum för alla första och andra register i gensvar pà den tidsinformation som bärs av insignalerna med hänsyn tagen till den interna fördröjningen i de första registren. Naturligtvis reservkopieras de första räknarvärdena av de första registren ännu en gång i de andra registren, i gensvar på nästa tidsinformation. Således uppda- teras också varje back-up-räknarvärde av de andra registren.

Vidare, pá samma sätt som tidigare, för varje register, så uppdateras det första räknarvärdet eftersom det aktuella räk- narvärdet av räknaren 2 lagras i det första registret som ett nytt uppdaterat första räknarvärde. Normalt reservkopieras och uppdateras räknarvärdena i de olika registren fortlöpande i gensvar pà den áterkomande tidsinformationen.

Alla värden ut från de första och andra registren måste härrö- ra frán samma tillfälle. Detta löses genom att ha en hàllfunw tion i vart och ett av de första och andra registren så att c- första räknarvärdena och back-up-räknarvärdena kan frysas tills dess alla register har lästs. Hállfunktionen realiseras t.ex. genom att man förser registren med enable-pinne. En an- nan lösning är att ha skuggregister för de första och andra registren varvid varje skuggregister har en hàllfunktion. Al- ternativt, om antalet första och andra register är begränsade, så kan mikroprocessorn 19 göra en samtidig utlâsning av de första räknarvärdena från de första registren och back-up- räknarvärdena fràn de andra registren via en databus (inte vi- sad).

Alternativt implementeras subtraheraren 5 i maskinvara utan en mikroprocessor.

Fig. 12 är ett tidsdiagram som illustrerar ett exempel pà de signaler och räknarvärden som uppträder i fasdetektorn enligt fig. 11. Det föreligger en fyrkantsvàgformad klocksignal, den 508 585 29 första klocksignalen, CLOCK, som sänds till räknaren 2. Räkna- ren 2 genererar en räknarsignal som har ett râknarvárde, CV, som varierar i gensvar pà den första klocksignalen. Tre insig- naler INPUT 1, INPUT 2 och INPUT 3 visas. Till varje insignal finns det associerat ett motsvarande första râknarvárde FCV och ett motsvarande back-up-râknarvárde BCV. INPUT 1, INPUT 2 och INPUT 3 är associerade med FCV(1)och BCV(1), FCV(2) och BCV(2), resp. FCV(3) och BCV(3). De första räknarvärdena FCV(1), FCV(2), FCV(3) lagras i de första registren 3A, 3B resp. 3C. Back-up-räknarvärdena BCV(1), BCV(2), BCV(3) lagras i de andra registren 4A, 4B resp. 4C.

I drift, när tidsinformationen, i detta fall den positiva flanken, pà INPUT 1 framträder vid laddningsingången av det första registret 3A, med hänsyn tagen till den interna för- dröjningen i det första registret 3A så uppdateras det första râknarvárdet FCV(1); det aktuella râknarvárdet CV av räknar- signalen överförs till eller lagras i det första registret 3A.

Emellertid, omedelbart innan denna uppdatering av det första registret 3A så reservkopieras det första râknarvárdet som finns lagrat i det första registret 3A i det motsvarande andra registret 4A som ett back-up-râknarvárde BCV(1). Reservkopie- ringen utförs i gensvar pá den tidsinformation som bärs av in- signalen INPUT 1. På motsvarande sätt reservkopieras och upp- dateras de första räknarvärdena FCV(2) och FCV(3) i gensvar pá tidsinformationen på INPUT 2 resp. INPUT 3. Den interna för- dröjningen i de första registren 3B, 3C tas med i beräkningen.

Fasskillnader mellan insignalerna erhålls genom subtrahering av första ráknarvárden med varandra i subtraheraren 5 på samma sätt som beskrivits ovan i anslutning till fig. 1 och 2.

Förutom fasskillnadsmâtningar används de första räknarvärdena tillsamans med back-up-räknarvärdena pà flera sätt för att ge fasdetektoroperatören eller systemförvaltaren användbar infor- mation om insignalerna och fasdetektorn själv. 508 585 30 T.ex. är det tydligt att det andra detekteringsorganet som be- skrivits ovan i anslutning till fig. 9 kan förbindas med de andra registren istället för med de första registren och an- vändas för övervakning av förekomsten av insignaler pâ fasde- tektorns ingångar. 4I det följande kommer några fler exempel att ges; 1) Mätningspàverkande omslagssituationer detekteras ge- nom jämförelse av första ráknarvärden med back-up- räknarvärden; och 2) räknas och därefter användas för övervakning av fasdetektorn Frekvensen av åtminstone en av insignalerna kan be- själv.

Exemplen ovan kommer att beskrivas mer i detalj nedan. 1) Exempel på alternativ hantering av mätningspåverkande omslag Ett alternativt sätt att detektera mätningspáverkande omslag och två alternativa sätt att hantera dessa omslag kommer att beskrivas nedan.

Fig. 13 är ett schematiskt diagram som illustrerar hur räkna- ren 2 ökar sitt räknarvärde med tiden (t). Fastän kurvan i fig. 13 illustreras som en kontinuerlig kurva skall det för- stås att räknarvärdet inkrementeras med ett positivt inkrement som är större än noll och allmänhet lika med ett. Vidare behö- ver tidsaxeln inte nödvändigtvis börja vid noll. Antalet olika tillstànd hos räknaren 2 är lika med 2". Tvà par av räknarvär- den anges. Vart och ett av räknarvärdesparen innefattar ett respektive första räknarvärde och motsvarande back-up- räknarvärde och är associerat med en respektive insignal. Det första räknarvárdet FCV(l) och ett motsvarande back-up- räknarvärde BCV(l), som bàda är associerade med insignalen INPUT 1, representeras med vita rutor. Det första räknarvärdet FCV(2) och det motsvarande back-up-räknarvärdet BCV(2), vilka 508 585 31 båda är associerade med insignalen INPUT 2 representeras med vita cirklar. I denna tillämpning har ett omslag ägt rum i tidsperioden mellan uppdateringen av FCV(l) och FCV(2) såsom är uppenbart från diagrammet enligt fig. 13. En omslagssitua- tion som komer att påverka fasskillnadsmätningen detekteras genom att se om back-up-räknarvärdet är större än det motsva- _ rande första räknarvärdet. I fig. 13 är BCV(2) större än FCV(2).

Följaktligen, i en alternativ utföringsform av uppfinningen, detekteras mätningspàverkande omslagssituationer genom jämfö- relse av back-up-räknarvärden med motsvarande första räknar- värden utan att först behöva beräkna de första skillnadsvärde- na.

Omslagskorrigering innan den faktiska bestämningen av ett fas- skillnadsrepresenterande första skillnadsvärde kan utföras på följande tvâ exemplifierande sätt: Betrakta det enkla exemplet med de första râknarvär- dena FCV(l) och FCV(2) som visas i fig. 13. 1) Addera 2" till FCV(2) och subtrahera FCV(l) frán det nya värdet FCV(2) + 2". FCV(2) + 2" representeras av en svart cirkel i fig. 13.

FCV(2) + 2" - FCV(l) = FCV(2)- FCV(l) + 2". 2) Subtrahera 2” från FCV(l) och subtrahera värdet FCV(l) - 2" från FCV(2). FCV(l) - 2“ representeras av en svart ruta i fig. 13.

FCV(2) - (FCV(l) - 2") = FCV(2) - FCV(l) + ZÉ Det är uppenbart att i båda fallen, så adderas 2" till det vär- de som âr lika med FCV(2) - FCV(l).

Förfarandet med addering av 2" till FCV(2) och subtrahering av FCV(l) från resultatet av denna addition för att erhålla ett 508 585 32 korrigerat fasskillnadsrepresenterande värde generaliseras och implementeras i enlighet med uppfinningen såsom beskrivs nedan i anslutning till fig. 14.

Fig. 14 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt uppfinningen. Blockdiagrammet enligt fig. 14 liknar det enligt fig. 11 förutom vad avser ett tredje detekteringsorgan 18 och tre 2”-adderare 9A, 9B, 9C. Det tredje detekteringsorga- net 18 är mottagligt för de förta räknarvärdena av de första registren 3A, 3B, 3C och back-up-räknarvärdena av de andra re- gistren 4A, 4B, 4C. Det tredje detekteringsorganet 18 detekte- rar, för varje back-up-räknarvärde och dess motsvarande första räknarvärde, huruvida back-up-räknarvärdet är större än det motsvarande första räknarvärdet. För varje back-up-räknarvärde och dess motsvarande första räknarvärde genereras en respekti- ve enable-signal när ett större-än-tillstånd detekteras. Var och en av 2"-adderarna adderar 2" till den motsvarande respek- tive av de första râknarvärdena förutsatt att den motsvarande enable-signalen tas emot av 2"-adderaren, för att generera en respektive summa som är representativ för ett nytt första räk- narvärde. Detta nya första räknarvärde har uppdateras tvâ gånger. Till att börja med i det respektive första registret i gensvar på den återkommande tidsinformationen som bärs av den respektive insignalen och den andra gången av 2”-adderaren för att korrigera för râknarens 2 fasskillnadsmätningspáverkande omslag. Om, för ett individuellt back-up-räknarvärde och det motsvarande första râknarvärdet, ett större-än-tillstànd inte detekteras så genereras ingen enable-signal och följaktligen utförs ingen adderingsoperation. I detta fall är den motsva- rande 2”-adderaren transparent, och det första räknarvärdet as- socierat med denna 2“-adderare förblir oförändrat. Subtrahera- ren 5 är mottaglig för utmatningen frán 2”-adderarna 9A, 9B, 9C. På detta sätt mäts fasskillnader mellan insignalerna INPUT 1, INPUT 2, INPUT 3 med hänsyn tagen till omslagssituationer. 508 585 33 Företrädesvis integreras de tre 2"-adderarna 9A, 9B, 9C till en enda adderingsenhet (inte visad) som är mottaglig för de tre insignalerna och de möjliga enable-signalerna.

I enlighet med en utföringsform av uppfinningen implementeras detekteringen och adderingen i programvara i en mikroprocessor och inga enable-signaler genereras. Mikroprocessorn mottar de första râknarvárdena och back-up-räknarvärdena av de första registren respektive de andra registren. Dessa räknarvärden behandlas internt av programvaran i mikroprocessorn. För varje registerpar som innefattar ett individuellt andra register och dess associerade första register utförs en detektering för att se huruvida back-up-räknarvärdet av det individuella andra re- gistret är större án det uppdaterade första râknarvärdet av det associerade första registret. Om ett större-än-tillstànd detekteras sà adderas 2” till det första räknarvârdet av det associerade första registret för att generera en summa som är representativ för ett tvâ gånger uppdaterat första räknarvár- de.

Vidare är det viktigt att förstå att implementeringar som inte innefattar några andra register är möjliga. I stället kan de första räknarvärdena reservkopieras som back-up-räknarvärden i t.ex. ett RAM som är förbundet till mikroprocessorn pà ett känt sätt. Emellertid kommer RAM-lösningen att öka mikropro- cessorns belastning.

Förfarandet med att först subtrahera 2” från FCV(1) och däref- ter subtrahera resultatet av den första subtraktionen från FCV(2) för att erhålla ett korrekt fasskillnadsrepresenterande värde realiseras i en annan alternativ utföringsform av upp- finningen. Det mätningspáverkande omslaget detekteras genom jämförelse av FCV(2) med BCV(2). FCV(2) behålls oförändrat och 2" subtraheras från FCV(1) för att generera en summa som är re- presentativ för ett tvâ gånger uppdaterat första räknarvárde som är lika med FCV(1) - 2”. FCV(1) uppdaterades inom räknar- sekvensen, innan omslaget. FCV(1) - 2" subtraheras fràn FCV(2) 508 585 34 för att generera det korrigerade fasskillnadsrepresenterande värdet.

I allmänhet, om minst ett första räknarvärde pâverkas av ett omslag så att det motsvarande back-up-räknarvärdet eller vär- dena är större än det motsvarande första räknarvärdet eller värdena så subtraheras 2“ frán varje första räknarvärde som större än dess motsvarande back-up-räknarvärde. Genom att även subtrahera 2" från vart och ett av back-up-räknarvärdena så kan cykeltiden och frekvensen bestämmas på ett korrekt sätt med hänsyn tagen till mätningspàverkande omslag. Bestämningen av cykeltid och frekvens för insignalerna kommer att beskrivas i detalj i anslutning till fig. 15 till 18.

Detekteringen av mätningspàverkande omslag och den efterföl- jande subtraktionen implementeras i allmänhet i programvara i en mikroprocessor (inte visad). Mikroprocessorn läser ut de första räknarvärdena och back-up-räknarvärdena av de första registren respektive de andra registren. Dessa räknarvärden behandlas därefter internt av mikroprocessorns programvara. 2) Exempel på en fasdetektor med frekvensbestämning I enlighet med uppfinningen används de första räknarvärdena av de första registren och back-up-räknarvärdena av de andra re- gistren för bestämning av frekvensen av minst en av insigna- lerna till fasdetektorn.

Fig. 15 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt uppfinningen. Blockdiagrammet enligt fig. 15 liknar det enligt fig. 11. Emellertid, i blockdiagrammet enligt fig. 15, tillhandahålls en andra subtraherare 25 förutom den första subtraheraren 5. Dessa subtraherare 5, 25 implementeras före- trädes i programvara som exekverar i mikroprocessorn 19 (visad i fig. 11). De första räknarvärdena av de första registren 3A, 3B, 3C utläses av den första subtraheraren 5 och används för bestämning av minst en fasskillnad mellan minst ett par av in- signalerna INPUT 1, INPUT 2, INPUT 3. Fasskillnadsmätningen 508 585 35 utförs på samma sätt som beskrivits ovan i anslutning till fig. 1 och 2. De första räknarvärdena av de första registren 3A, 3B, 3C och back-up-räknarvärdena av de andra registren 4A, 4B, 4C utläses av den andra subtraheraren 25. Den andra sub- traheraren 25 subtraherar det uppdaterade första räknarvärdet av det första registret 3A med back-up-räknarvärdet av det andra registret 4A för att bestämma ett andra skillnadsvärde som är representativt för cykeltiden och frekvensen av insig- nalen INPUT 1. Med hänvisning till exemplet enligt fig. 12 kan cykeltiden för INPUT 1 bestämmas genom subtrahering av FCV(1) med BCV(1). FCV(1) - BCV(l) = 48 - 25 = 23. Således är cykel- tiden av INPUT 1 är lika med 23 multiplicerat med cykeltiden av den först klocksignalen, CLOCK. Detta motsvarar en frekvens som är lika med inversen av cykeltiden av INPUT 1. På motsva- rande sätt subtraherar subtraheraren 25 det uppdaterade första räknarvärdet av det första registret 3B med back-up- räknarvärdet av det andra registret 4B för att bestämma cykel- tiden och frekvensen av INPUT 2. Cykeltiden och frekvensen fc: INPUT 3 bestäms genom subtrahering av räknarvärdena av de första och andra registren 3C och 4C.

Alternativt realiseras maskinvaruimplementeringar av den för: ta subtraheraren 5 och den andra subtraheraren 25 med använ- dande av konventionella kretsar.

Frekvensbestämningen utförs med hänsyn tagen till omslagshan- tering, om sådan hantering är nödvändig. Frekvensmätningspà- verkande omslag hanteras i allmänhet på samma sätt som beskri- vits i anslutning till fig. 7 och 8 för fasskillnadsmätningar.

En detektor/i 2”-adderare (inte visad) innefattas i fasdetek- torn. För enkelhets skull, antas att ett frekvensrepresente- rande skillnadsvärde definieras enligt följande: Frekvensre- presenterande värde = första râknarvärde - motsvarande back- up-räknarvärde. Således blir detektorn/i2“-adderaren en detek- tor/2”-adderare. Detektorn/2“-adderaren tillhandahålls för att hantera frekvensmätningspåverkande omslag. Utsignalerna från den andra subtraheraren 25 sänds till detektorn/2”-adderaren 508 585 36 som är mottaglig för de frekvensrepresenterande andra skill- nadsvärdena fràn den andra subtraheraren 25. Detektorn/2“- adderaren detekterar, för varje andra skillnadsvärde, huruvida absolutvärdet av det andra skillnadsvärdet är större än räkna- rintervallet dividerat med tvà, d.v.s. 2"/2. När ett större-än- tillstànd detekteras så adderas ett värde som är representa- tivt för räknarintervallet, 2", till det andra skillnadsvärdet för att generera ett nytt uppdaterat skillnadsvärde. Detta uppdaterade andra skillnadsvärde är representativt för en kor- rekt frekvens. Lämpligen används en detektor/2"-adderare som liknar den enligt fig. 8 för hantering av frekvensmätningspà- verkande omslag. Företrädesvis integreras den första detek- torn/i2“-adderaren 7 för fasskillnadsmätningspàverkande omslag och detektorn/2”-adderaren som används för frekvensmätningspà- verkande omslag i en enda enhet (visad som detektorn/iïï adderaren 27 i fig. 19) vilken är mottaglig för första såväl som andra skillnadsvärden.

Alternativt används lösningen som innefattar jämförelse av första räknarvärden med motsvarande back-up-räknarvärden, och beroende pá resultatet av denna jämförelse, utförande av en addition/subtraktion för att korrigera för omslag sà att cy- keltiden och frekvensen kan bestämmas korrekt. I det följande ges tre realiseringsexempel: i) För varje registerpar som innefattar ett individuellt andra register och dess associerade första register, utförs en detektering för att se huruvida back-up-ráknarvârdet av det individuella andra registret är större än det uppdaterade första ráknarvârdet av det associerade första registret. Om ett större-än-tillstànd detekterats så adderas 2" till det första ráknarvârdet av det respektive associerade första re- gistret för att generera en respektive summa som är represen- tativ för ett tvâ gånger uppdaterat första räknarvärde. Däref- ter subtraheras minst ett av de aktuella första räknarvärdena, innefattande två gånger uppdaterade första räknarvärden om så- dana har genererats, med det motsvarande back-up-ráknarvârdet för att bestämma minst ett andra skillnadsvärde. Varje andra 508 585 37 skillnadsvärde år representativt för den korrekta cykeltiden av en respektive insignal. Företrädesvis realiseras en pro- gramvaruimplementering. ii) Lösningen enligt fig. 14 med en tredje detektor och flera adderare, möjligen en enda adderingsenhet, används i än- nu en annan alternativ utföringsform av uppfinningen. iii) Om minst ett första räknarvärde pâverkas av ett om- slag så att det motsvarande back-up-räknarvärdet är större än det första räknarvärdet så subtraheras 2” från det motsvarande back-up-räknarvärdet för att generera ett nytt back-up- ráknarvärde. Det nya back-up-räknarvärdet används för fre- kvensbestämningen. Företrädesvis realiseras en programvaruimp- lementering.

Om frekvensen av en enda insignal, t.ex. INPUT 1, ska överva- kas sä betraktas det uppdaterade första räknarvärdet av det första registret 3A och back-up-räknarvärdet av det andra re- gistret 4A. Således behöver den andra subtraheraren 25 inte läsa räknarvârdena av de andra registren.

Det bör förstås av fackmännen inom omrâdet att det är möjligt att ha en fasdetektor som innefattar mer än en andra subtrahe- rare varvid varje andra subtraherare används för generering av minst en frekvensrepresenterande signal.

I allmänhet är det önskvärt att bestämma frekvensen av minst en av insignalerna till fasdetektorn. De första och andra re- gistren av fasdetektorn kan betraktas som ett antal av regis- terpar. Varje registerpar innefattar ett individuellt andra register och dess associerade första register. Den andra sub- traheraren 25 är mottaglig för räknarvârdena av varje regis- terpar av en uppsättning som innefattar ett pá förhand bestämt antal R registerpar, för subtrahering, för varje registerpar av uppsättningen, av räknarvârdena av registerparet för att generera ett respektive andra skillnadsvárde som är represen- tativt för frekvensen av den insignal som är associerad med registerparet. I synnerhet, för varje registerpar, så subtra- 508 585 38 heras back-up-räknarvärdet av det andra registret från det uppdaterade första räknarvårdet av det associerade första re- gistret. R är ett positivt heltal som begränsas av antalet re- gisterpar i fasdetektorn. Uppsättningen registerpar kan inne- fatta alla registerpar i fasdetektorn men också endast ett re- gisterpar. Det finns ett registerpar associerat med varje in- signal. Således, om det finns tre insignaler INPUT 1, INPUT 2, INPUT 3 så kan R vara 1, 2 eller 3.

Företrädesvis är den första subtraheraren 5 och den andra sub- traheraren 25 integrerade i en enda subtraheringsenhet (inte visad i fig. 15). Det allmänna kravet pà denna subtraherings- enhet är att den är mottaglig för både första räknarvärden och back-up-ráknarvärden för generering av fasskillnadsrepresente- rande såväl som frekvensrepresenterande signaler. T.ex. skulle den första subtraheraren 5 kunna vara integrerad i den andra subtraheraren 25 eller omvänt.

Det är viktigt att förstå att cykeltiden och därefter frekven- sen av minst en insignal kan bestämas enligt uppfinningen i en implementering som inte använder de andra registren. Istäl- let reservkopieras de första räknarvärdena som back-up- räknarvärden i t.ex. ett RAM som är anslutet till mikroproces- sorn 19 på ett känt sätt. Detta erfordrar emellertid att de första registren samplas varje gång som de uppdateras vilket i sin tur betyder att mikroprocessorns belastning kommer att öka.

Genom användande av de andra registren minimeras mikroproces- sorns 19 belastning och arbetshastigheten ökar i jämförelse med lösningen ovan som införlivar ett RAM anslutet till mikroprocessorn 19.

Följaktligen integreras bestämningen/övervakningen av frekven- sen av minst en av insignalerna i fasdetektorn pà ett elegant och enkelt sätt genom utnyttjande av de första räknarvärdena och back-up-räknarvärdena. 508 585 39 Frekvensinformationen används för analysering av statusen av fasdetektorn själv. T.ex., om intervallet inom vilket frekven- sen av en grupp av insignaler till fasdetektorn bör ligga, och frekvensintervallet för klocksignalen är kända så kan sanno- likhetsbedömningar avseende statusen för fasdetektorn och/eller gruppen av insignaler göras. Betrakta, som exempel, det redundanta klocksystemet i telekommunikationsváljaren en- ligt fig. 10. I det för närvarande föredragna klocksystemet så finns det tre klocksignalgenererande enheter. Varje enhet pro- ducerar en klocksignal som sänds till en fasdetektor enligt uppfinningen. Frekvensintervallet för var och en av insigna- lerna till fasdetektorn är känt eftersom avstämningsinterval- let för de klocksignalgenererande enheterna, normalt spän- ningsstyrda oscillatorer, är givet. Dessutom är även frekven- sintervallet för den klocksignal som är förbunden till fasde- tektorn givet. Om den frekvensbestämande funktionen av den uppfinningsmässiga fasdetektorn visar att frekvensen av en in- signal ligger utanför det frekvensintervall som givits av av- stâmningsintervallet för VCO:n, med hänsyn tagen till klock- signalens frekvensvariation, så detekteras ett frekvensfel. Om alla insignalerna till fasdetektorn visar frekvensfel och de olika insignalerna inte har sama källa måste det vara någon- ting fel pá fasdetektorn själv. Denna sista bedömning baseras pà det faktum att sannolikheten att ha tre felaktiga insigna- ler är mycket mindre än sannolikheten att ha t.ex. en felaktig klocksignal eller en felaktig räknare. På ett liknande sätt kan andra sannolikhetsbedömningar göras.

Exempel pà en frekvensgetektor De frekvensövervakande egenskaperna av den uppfinningsmässiga fasdetektorn kan utnyttjas separat för att tillhandahålla en frekvensdetektor, också hänvisad till som en frekvensmätnings- anordning. I enlighet med en andra aspekt av uppfinningen tillhandahålls en frekvensdetektor.

Fig. 16 är ett schematiskt blockdiagram över en frekvensdetek- tor enligt den andra aspekten av föreliggande uppfinning. Den 508 585 40 uppfinningsmässiga frekvensdetektorn innefattar en räknare 20, de första registren 23A, 23B, 23C, de andra registren 24A, 24B, 24C och subtraherarna 25A, 25B, 25C. Frekvensdetektorn tar emot tre insignaler INPUT 11, INPUT 12 och INPUT 13 samt en klocksignal CLOCK2. Râknaren 20 är företrädesvis en binär räknare som räknar klockpulserna av signalen CLOCK2 och gene- rerar en räknarsignal. Vart och ett av de första registren 3A- C är mottagligt för râknarsignalen av räknaren 20 och en re- spektive av insignalerna för uppdatering av det första räknar- vàrdet av det första registret i allmänhet i gensvar pá tidsinformation som bärs av insignalen. Vart och ett av de andra registren 4A-C är mottagligt för det första räknarvärdet av det motsvarande av de första registren 3A-3C och en respek- tive av insignalerna för lagring av det första räknarvärdet av det första registret, innan uppdateringen av det första räk- narvårdet, som ett back-up-räknarvärdet i gensvar pá tidsin- formationen som bärs av insignalen. T.ex. är registren konven- tionella n-bitars register som vart och ett är utrustat med en laddningsingáng. Frekvensdetektorn liknar fasdetektorn enligt fig. 11 och 15 i de flesta avseenden, och frekvensdetektorn fungerar i huvudsak i enlighet med frekvensbestämningen som realiseras i fasdetektorn enligt fig. 15. Emellertid skiljer sig subtraheringsarrangemanget av frekvensdetektorn något ef- tersom subtraherarna 25A, 25B, 25C genererar frekvensrepresen- terande signaler. I frekvensdetektorn enligt fig. 16 är sub- traheraren 25 mottaglig för det uppdaterade första ráknarvär- det av det första registret 23A och back-up-räknarvärdet av det andra registret 24A för att generera ett skillnadsvärde eller en skillnadssignal. Detta skillnadsvärde är representa- tivt för cykeltiden och frekvensen av insignalen INPUT 11. Pà motsvarande sätt gör subtraherarna 25B och 25C utläsningar av räknarvärdena fràn sina motsvarande register. Subtraheraren 25B genererar ett skillnadsvärde som är representativt för frekvensen av INPUT 12 och subtraheraren 25C genererar en fre- kvensrepresenterande signal för INPUT 13. 508 585 41 Med hänvisning till exemplet enligt fig. 12 kan cykeltiden av INPUT 1 bestämas genom subtrahering av FCV(1) med BCV(l).

FCV(1) - BCV(1) = 48 - 25 = 23. Således är cykeltiden av INPUT 1 lika med 23 multiplicerat med cykeltiden av den första klocksignalen, CLOCK. Frekvensen av INPUT 1 är lika med inver- sen av cykeltiden av INPUT 1. Det ska förstås av fackmännen inom området att tidsdiagramet enligt fig. 12 också kan il- lustrera ett exempel pá de signaler och räknarvärden som fram- träder i frekvensdetektorn i fig. 16.

Fig. 17 är ett schematiskt blockdiagram över en frekvensdetek- tor enligt en föredragen utföringsform av den andra aspekten av uppfinningen. Blockdiagrammet enligt fig. 17 liknar det en- ligt fig. 16 förutom vad avser subtraheringsarrangemanget_ En enda subtraheringsenhet 26 används. De första och andra re- gistren av frekvensdetektorn kan betraktas som tre register- par. Varje registerpar innefattar ett individuellt andra re- gister och dess uppdaterade associerade första register. Sub- traheringsenheten 26 läser räknarvárdena av vart och ett av registerparen för subtrahering, för varje registerpar, av ràk narvärdena av registerparet för att generera ett respektive andra skillnadsvärde som representerar frekvensen av den in- signal som är associerad med registerparet.

I allmänhet är frekvensdetektorn mottaglig för ett på förhand bestämt antal K insignaler, där K är ett positivt heltal. I enlighet med detta innefattar frekvensdetektorn K första re- gister, K andra register och minst en subtraheringsenhet.

Frekvensbestämningen enligt den andra aspekten av uppfinningen utförs med hänsyn tagen till mätningspáverkande omslag på sam- ma sätt som beskrivits ovan i anslutning till de frekvensbe- stämmande egenskaperna hos fasdetektorn enligt den första as- pekten av uppfinningen.

Vidare, i en annan utföringsform av den andra aspekten av upp- finningen innefattas det andra detektororganet som beskrivits 508 585 42 i anslutning till fig. 9, i frekvensdetektorn för att övervaka förekomsten av insignaler vid frekvensdetektorns ingångar.

Fig. 18 är ett schematiskt flödesdiagram som illustrerar ett förfarande för mätning av en frekvens av var och en av ett pá förhand bestämt antal K insignaler i enlighet med uppfinning- en. K är ett positivt heltal. I steg 401 genereras en räknar- signal kontinuerligt i gensvar på en andra klocksignal. Det uppfinningsmässiga förfarandet beskrivs som pågående. Detta innebär att de första räknarvärdena och back-up-räknarvärdena redan har lagrats. Steg 402: för var och en av K insignalerna reservkopieras ett första räknarvärde som ett uppdaterat back- up-räknarvärde och därefter uppdateras det första räknarvärdet genom lagring av det aktuella räknarvärdet av räknarsignalen som ett uppdaterat första räknarvärde. Reservkopieringen och uppdateringen utförs i gensvar på tidsinformation som bärs av den respektive insignalen. Notera att det i allmänhet tillhan- dahålls en fördröjning mellan reservkopieringen och uppdate- ringen. I steg 403 subtraheras minst ett av de uppdaterade första räknarvärdena med det motsvarande back-up-räknarvärdet för att generera minst ett skillnadsvärde som är representa- tivt för frekvensen av den insignal som är associerad med det uppdaterade första räknarvärdet och dess motsvarande back-up- räknarvärde.

I allmänhet uppdateras varje individuellt första räknarvärde fortlöpande, varvid uppdateringen föregås av en motsvarande reservkopiering, och subtraheringen i steg 403 upprepas fort- löpande, eller såsom bestäms av fasdetektoroperatören, så att nya första räknarvárden och back-up-räknarvärden betraktas vid bestämningen av frekvensen. Dessutom kan stegen 401-403 utfö- ras parallellt till en viss grad.

Exempel på en föredragen utföringsform av en fasdetektor Fig. 19 är ett schematiskt blockdiagram över en fasdetektor enligt en föredragen utföringsform av den första aspekten av uppfinningen. Fasdetektorn är mottaglig för tre insignaler 508 585 43 INPUT 1, INPUT 2, INPUT 3. Fasdetektorn innefattar en räknare 2, första register 3A-C, andra register 4A-C, andra detektorer 16A-C, en huvudenhet för subtrahering 15 och en huvuddetek- tor/i2“-adderare 27. Den allmänna funktionen av alla komponen- terna i fasdetektorn har beskrivits ovan i anslutning till de olika utföringsformerna av den första aspekten av uppfinning- en. Räknaren 2 genererar en räknarsignal i gensvar pà en förs- ta klocksignal, CLOCK. Räknaren 2 räknar klockpulserna av den första klocksignalen. Vart och ett av de första registren 3A-C är mottagligt för räknarsignalen av räknaren 2 och en respek- tive av insignalerna för uppdatering av det första räknarvär- det av det först registret i allmänhet i gensvar på tidsinfor- mation som bärs av insignalen. Vart och ett av de andra re- gistren 4A-C är mottagligt för det första räknarvärdet av det motsvarande av de första registren 3A-3C, och en respektive av insignalerna för lagring av det första räknarvärdet av det första registret, innan uppdateringen av det första räknarvär- det, som ett back-up-ráknarvärde i gensvar pà tidsinformatio- nen som bärs av insignalen.

De andra detektorerna 16A-C detekterar, för minst en av fasde- tektoringângarna, huruvida det föreligger en insignal på denna särskilda fasdetektoringàng. Företrädesvis integreras de andra detektorerna 16A-C i ett enda andra detekteringsorgan (inte visat). För vart och ett av en uppsättning innefattande ett pá förhand bestämt antal S av första register, âstadkoms denna detektering genom kontrollering av huruvida det första räknar- värdet som för närvarande finns lagrat i det första registret är lika med ett jämförelsevärde, vilket är representativt för det föregående första räknarvärdet av det första registret och som har lagrats tidigare i det andra detekteringsorganet. Om ett lika-med-tillstànd detekteras så genereras en ingen- signal-indikation. En ingen-signal-indikation innebär i all- mänhet att det inte finns någon insignal vid den fasdetekto- ringàng som är associerad med det särskilda första registret.

Jämförelsevärdet uppdateras, efter detekteringen, genom lag- ring av det första räknarvärdet av det första registret i det 508 585 44 andra detekteringsorganet i gensvar pà en återkommande ladd- ningssignal.

Huvudsubtraheraren 15 är mottaglig för de första räknarvärdena och back-up-räknarvärdena för att generera minst ett fasskill- nadsrepresenterande första skillnadsvärde och eventuellt minst _ett frekvensrepresenterande andra skillnadsvärde. Detek- torn/i2“-adderaren 27 detekterar, för varje skillnadsvärde, första skillnadsvärde såväl som andra skillnadsvärde, huruvida absolutvärdet av skillnadsvärdet är större än räknarinterval- let dividerat med två, d.v.s. 2"/2. Dessutom detekterar detek- torn/i2“-adderaren 27, för varje första skillnadsvärde, huruvi- da det första skillnadsvärdet är positivt eller negativt. För varje första skillnadsvärde, när ett större-än-tillstànd de- tekteras och det första skillnadsvärdet är negativt så adderas ett värde som är representativt för räknarintervallet, 2", till det respektive första skillnadsvärdet för att generera ett nytt korrigerat första skillnadsvärde. För varje första skill- nadsvärde, när ett större-än-tillstànd och ett positivt till- stånd detekteras så subtraheras ett värde som är representa- tivt för räknarintervallet, 2“, från det första skillnadsvärdet för att generera ett nytt korrigerat första skillnadsvärde.

Således bestäms det uppdaterade/korrigerade första skillnads- värdet med hänsyn tagen till mätningspàverkande omslagssitua- tioner. För varje andra skillnadsvärde, när ett större-än- tillstànd detekteras, så adderas ett värde som är representa- tivt för räknarintervallet, 2", till det respektive andra skillnadsvärdet för att generera ett nytt korrigerat/upp- daterat andra skillnadsvärde.

Konventionella signalkomparatorer kan användas för realisering av detektordelen av detektorn/iïïadderaren 27. Subtraheraren 15 såväl som 12”-adderardelen av detektorn/i2“-adderaren 27 är möjliga att implementera med standardmässiga maskinvarukompo- IIETICQI' . 5Û8 585 45 Företrädesvis implementeras emellertid detektorn/12"-adderaren 27 och subtraheraren 15 i programvara som exekverar i en mikroprocessor (inte visad i fig. 19). Således utläses de första räknarvårdena och back-up-räknarvärdena av mikroproces- sorn och behandlas av programvaran.

Fasdetektorn kan således förse fasdetektoroperatören eller driftsledaren av det tekniska system i vilket fasdetektorn an- vänds, med information om fasskillnader, frekvenser och före- komsten och/eller frånvaron av insignaler.

För en bättre förståelse av den första aspekten av uppfinning- en illustreras ett schematiskt flödesdiagram över ett förfa- rande för mätning av en respektive fasskillnad mellan minst ett par av ett på förhand bestämt antal K insignaler i fig. 20. K är ett positivt heltal. I steg 501 genereras en räknar- signal kontinuerligt i gensvar på en första klocksignal. Det uppfinningsmässiga förfarandet beskrivs som pågående, under antagande att första råknarvärden och back-up-räknarvärden re- dan har lagrats. I steg 502 reservkopieras ett första räknar- värde som ett back-up-räknarvárde och det första räknarvärdet uppdateras, för var och en av de K insignalerna. Reservkopie- ringen och uppdateringen utförs i gensvar på tidsinformation som bärs av den respektive insignalen. I allmänhet tillhanda- hålls en fördröjning mellan reservkopieringen och uppdatering- en. I steg 503 utförs ett likhetstest för minst ett individu- ellt uppdaterat första räknarvärde och ett motsvarande jämfö- relsevärde. Det motsvarande jämförelsevärdet är representativt för det förgående första räknarvärdet. Om det uppdaterade första räknarvärdet är lika med det motsvarande jämförelsevär- det (JA) så genereras en ingen-signal-indikation (steg 504).

Efter likhetstestet uppdateras jämförelsevärdet i gensvar på en återkommande laddningssignal genom lagring av det aktuella första räknarvärdet som ett nytt uppdaterat jämförelsevärdet.

Om det uppdaterade första räknarvärdet inte är lika med det motsvarande jämförelsevärdet (NEJ), så kommer steg 505 att ut- föras. Antag som exempel att det fortfarande återstår ett an- 508 585 46 tal insignaler. I steg 505 subtraheras minst två av de räknar- värden som är associerade med de återstående insignalerna, parvis, med varandra för att generera minst ett skillnadsvär- de. Skillnadsvärdet är i allmänhet representativt för en skillnad i fas mellan ett respektive par av de K insignalerna.

Om mer än ett skillnadsvärde genereras så kommer varje skill- nadsvärde att vara representativt för ett individuellt par av insignaler. I steg 506 utförs ett andra test för varje fyll- nadsvärde för att detektera när absolutvärdet av skillnadsvär- det är större än räknarintervallet dividerat med två, d.v.s. 2“/2. Om inget större-än-tillstànd detekteras (NEJ) så förblir det skillnadsvärde som bestämdes i steg 505 oförändrat. När ett större-än-tillstànd detekteras (JA) test i steg 507 för att detektera huruvida skillnadsvärdet är (JA) adderas ett värde som är representativt för räknarintervallet 2” till det så utförs ett tredje negativt. När skillnadsvärdet är negativt respektive skillnadsvärdet för att generera ett nytt skill- nadsvärde (steg 508). När skillnadsvärdet inte är negativt (NEJ), d.v.s. positivt, så subtraheras ett värde som är repre sentativt för räknarintervallet, 2", från det respektive skil; nadsvärdet för att generera ett nytt skillnadsvärde (steg 509). Testen enligt steg 506 och 507 tillsammans med endera av stegen 508 och 509 garanterar att hänsyn tas till mätningspà- verkande omslag.

I allmänhet uppdateras varje individuellt första räknarvärde fortlöpande i gensvar pá den återkommande tidsinformationen, varvid varje uppdatering föregås av en motsvarande reservkopi- ering, så att nya första räknarvärden och back-up-räknarvärden kommer att betraktas. Testet enligt steg 503, 504, 507 och eventuellt stegen 508 eller 509 upprepas också fortlö- eventuellt steg subtraktionen enligt steg 505, testet enligt steg 506 och pande, eller såsom bestäms av operatören av fasdetektorn och programvaran i denna i synnerhet.

Ordningen av stegen 501-509 kan ändras. T.ex. kan stegen 506 och 507 med lämpliga modifikationer byta plats. 508 585 47 Till en viss grad kan stegen 501-509 exekveras parallellt med varandra.

I en alternativ utföringsform utelämnas steg 503.

I förfarandet för mätning av frekvens som beskrivits i anslut- ning till fig. 18 ovan sä införlivas steg 503, eventuellt steg 504 och stegen 506-509 med lämpliga modifikationer.

Det är möjligt att utnyttja en räknare som räknar ner från ett högsta rákningsvärde till noll, gör ett omslag och börjar på nytt igen med att räkna ned frän det högsta räkningsvârdet.

Genom att göra lämpliga modifikationer (en teckenändring) som ligger väl inom förmågan för fackmánnen inom området så kan en sådan räknare användas i alla utföringsformer av uppfinningen.

T.ex. modifieras fasdetektorn enligt fig. 14 så att det tredje detekteringsorganet 18 gör en mindre än detektion i stället för en större än detektion och genererar en respektive enable- signal när ett mindre än tillstànd detekteras, och var och en av de tre 2"-adderarna 9A, 9B, 9C adderar ett negativt värde istället för ett positivt värde (gör en subtraktion) förutsatt att den respektive enable-signalen mottas.

Exempel på höggpplösningsrgalisgringar trgts att kretsutform- ningen underkastas frekvensbegränsande krav I allmänhet, vad avser både fasskillnadsmätningar och fre- kvensmätningar, så föreligger ett behov av en hög upplös- ningsnoggrannhet, företrädesvis så hög som möjligt.

I fasdetektorn och/eller frekvensdetektorn enligt uppfinningen bestäms upplösningsnoggrannheten i allmänhet av räknaren 2 och frekvensen av den klocksignal som anbringas till denna. En hög frekvens kommer att ge hög upplösning.

Figur 21 âr ett blockdiagram över en frekvensráknare i enlig- het med det amerikanska patentet 5.097.490. Frekvensen av en insignal räknas med avseende på antalet klockpulser som in- 508 585 48 träffar mellan antingen efter varandra följande stigande eller fallande flanker av insignalen. En referensklocka 31 förser en grindkrets 30 och en räknare A, 34, med klocksignaler. Grind- kretsen 30 tar emot en insignal. Râknaren A, 34, tar emot, från grindkretsen 30, en signal som styr den tidsperiod under vilken räknaren A, 34, räknar klockpulser. Klocksignalen frán klockan 31 anbringas till en inverterare 32 som tillhandahål- ler en inverterad klocksignal. Den inverterade klocksignalen matas till en annan grindkrets 33 och till räknare B, 35.

Grindkretsen 33 tar emot samma insignal som grindkretsen 30.

Räknare B, 35, tar emot en signal från grindkretsen 33 så att grindkretsen 33 styr ackumuleringen av inverterade klockcykler av räknare B, 35. Utsignalen av räknare A, 34, adderas till utsignalen av räknare B, 35, i en summeringskrets 36. Det sam- manlagda räknevärdet divideras med tvâ i en dividera-med-tvà- krets 37.

Det amerikanska patentet 4.979.177 avser en logisk analysator som har en räknare vilken kan rekonstruera den högre upplös- ning med vilken data insamlades med användande av två faser av det logiska analysatorsystemets klocksignal.

Emellertid sätter varje teknologi som är tillgänglig för rea- lisering av räknarkärnan d.v.s. den enhet i en räknare som faktiskt registrerar de inkommande pulserna av en klocksignal, en gräns pà den högsta frekvens som kan anbringas eller räknas av räknarkärnan. Dessutom kan ytterligare krav på kretsutform- ningen av räknarkärnan inom den valda teknologin sänka denna frekvensgräns. Tyvärr medför i allmänhet teknologier med myck- et höga frekvenser höga effektiva kostnader för kretsutform- ningen. Av denna anledning är det av stort intresse att ut- nyttja hela frekvenspotentialen för en given teknologi, trots att det föreligger frekvensbegränsande utformningskrav på räk- narkärnan.

Antag som exempel att räknarkärnan ska implementeras i en första på förhand bestämd teknologi, såsom ASIC, och att det 508 585 49 föreligger kvalitetskrav på räknarkärnan så att den högsta frekvens som kan anbringas till denna är lika med en andra frekvens. Den andra frekvensen är lägre än den högsta frekvens som kan användas i den första teknologin utan hänsyn till kva- litetskrav. T.ex., om det är önskvärt att realisera râknarkär- nan med scan-testbara vippor så kommer detta krav att sätta en _gräns på den högsta klockfrekvens som är möjlig att använda inuti kärnan.

Exempel på en råkningskrets som används i en fas- och/eller frekvensdetektor Fig. 22 är ett schematiskt blockdiagram över en räkningskrets 102 enligt uppfinningen. Räkningskretsen 102 innefattar en ge- nerator 70 för generering av fyra andra klocksignaler, fyra sekundära räknaren 50-1, 50-2, 50-3, 50-4 och en summerings- krets 51. Generatorn 70 genererar, i gensvar på en första klocksignal som har en första frekvens, fyra andra klocksigna- ler som är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den första frekvensen.

Var och en av de sekundära râknarna 50-1, 50-2, 50-3, 50-4 är mottaglig för en respektive av de fyra andra klocksignalerna för generering av en individuell sekundär räknarsignal. Räk- narkärnan innefattar de sekundära räknarna. Företrädesvis är de sekundära râknarna binära n-bitarsrâknare som implementeras genom scan-testbara vippor vilka triggas pà den positiva flan- ken. I detta särskilda exempel är användningen av scan- testbara vippor ett ytterligare krav inom den valda teknologin (ASIC) som sätter en gräns på den högsta frekvens som kan an- bringas till de sekundära räknarna. Antag att den första fre- kvensen är för hög för scan-testbara vippor. Generatorn 70 är utformad för att generera de andra klocksignalerna med en and- ra frekvens som fungerar bra i râknarkärnan. I detta särskilda exempel är den andra frekvensen lika med den första frekvensen delat med tvâ. Summeringsblocket eller summeringskretsen 51 tar emot de sekundära räknarsignalerna och genererar den utgå- ende räknarsignalen av räkningskretsen 102 genom addering av de sekundära räknarsignalerna så att râknarvärdet av den utgå- 508 585 50 ende räknarsignalen har samma antal bitar och samma signifi- kans som räknarvärdet av de sekundära råknarsignalerna.

Den specifika râkningskretsen enligt fig. 22 ges enbart som ett exempel. Antalet andra klocksignaler såväl som antalet se- kundära räknare kan vara annorlunda, såsom komer att exempli- fieras senare.

Räkningskretsen 102 kan användas för att generera räknarsigna- len i de olika utföringsformerna av fasdetektorn enligt den första aspekten av uppfinningen och/eller frekvensdetektorn enligt den andra aspekten av uppfinningen.

Fig. 23 är ett schematiskt blockdiagram över generatorn 70 (visad i fig. 22). För att bättre förstå funktionen av de se- kundära räknarna är det fördelaktigt att beskriva funktionen av generatorn 70. En praktisk implementering av generatorn 70 innefattar fyra D-vippor 73, 74, 75, 76, två XOR-grindar 71, 72 och två inverterare 79, 80 förbundna såsom visas i fig. 23.

De tvâ XOR-grindarna 71 och 72 tar båda emot den första klock- signalen. Den första XOR-grinden 71 tar också emot en nolla vilket lämnar den första klocksignalen oförändrad. Den andra XOR-grinden 72 tar emot en "l" och inverterar således den första klocksignalen. Kretslösningen med två XOR-grindar 71, 72 föredras eftersom fördröjningen kommer att vara densamma för både den icke-inverterade första klocksignalen och den in- verterade första klocksignalen. Utsignalen från den första OR- grinden 71 sänds till klockingången CLK på en första D-vippa 73 och till klockingàngen CLK på en andra D-vippa 74. Den första D-vippan 73 genererar den andra klocksignalen 92-1 på sin Q-utgång. Utsignalen från QZ-utgången på den första D- vippan 73 matas tillbaka till D-ingången på den första D- vippan 73. Dessutom inverteras QZ-utsignalen av inverteraren 79 och sänds till D-ingången på den andra D-vippan 74. Den andra D-vippan 74 genererar den andra klocksignalen 92-2 pà sin Q-utgång. På motsvarande sätt sänds utsignalen från den andra OR-grinden 72 till klockingángen CLK på en tredje D- 508 585 51 vippa 75 och till klockingången CLK pà en fjärde D-vippa 76.

Den tredje D-vippan 75 genererar den andra klocksignalen 92-3 på sin Q-utgång. Utsignalen från QZ-utgången på den tredje D- vippan 75 matas tillbaka till D-ingången pà den tredje D- vippan 75. Dessutom inverteras QZ-utsignalen av inverteraren 80 och sänds till D-ingången på den fjärde D-vippan 76. Den fjärde D-vippan 76 genererar den andra klocksignalen 92-4 på sin Q-utgång.

Vipporna i generatorn 70 är inte scan-testbara. Av denna an- ledning kan den första frekvensen anbringas till generatorn 70. I detta avseende görs således en kompromiss i kretsutform- ningen mellan maximal frekvens och scan-testbarhet.

Generatorn 70 som beskrivits ovan i anslutning till fig. 23 realiseras så att de olika D-vipporna 73-76 komer att ha sam- ma belastning, vilket garanterar tillförlitlig drift av gene- ratorn 70.

En alternativ och enklare lösning är att använda QZ-utsignalen av den första D-vippan 73 och QZ-utsignalen av den tredje D- vippan 75 för att erhålla de andra klocksignalerna 92-2 resp. 92-4. I denna alternativa utföringsform utelämnas den andra D- vippan 74 och den fjärde D-vippan 76. Emellertid erfordrar denna lösning styrning av fördröjningarna av de andra klock- signalerna.

Det är viktigt att förstå att kretsanordningen enligt fig. 23 endast är ett exempel på hur man kan generera de andra klock- signalerna 92-1, 92-2, 92-3, 92-4.

Fig. 23 visar också ett exempel på den första klocksignalen 184 MHz och de andra klocksignalerna 92-1, 92-2, 92-3, 92-4 som uppträder i generatorn 70. I synnerhet illustreras faserna av de olika andra klocksignalerna i fig. 23. Den andra klock- signalen 92-2 är en inverterad version av 92-1 och den andra klocksignalen 92-4 är en inverterad version av 92-3. Dessutom 508 585 52 föreligger en fasskillnad om I/2 mellan 92-1 och 92-3, en fas- skillnad om n/2 mellan 92-1 och 92-4, en fasskillnad om n/2 mellan 92-2 och 92-3 samt en fasskillnad om n/2 mellan 92-2 och 92-4. I detta särskild exempel har den första klocksigna- len en frekvens om 184 MHz och de andra klocksignalerna har en frekvens som är lika med 92 MHz.

Med hänvisning till fig. 22 ännu en gäng så genererar varje sekundär räknare 50-1, 50-2, 50-3, 50-4 en sekundär räknarsig- nal som har ett löpande räknarvârde som stegas upp av varje cykel av den respektive av de andra klocksignalerna 92-1, 92- 2, 92-3, 92-4. Var och en av de sekundära räknarna inkremente- rar sitt räknarvârde varje gång den respektive andra klocksig- nalen går hög. Varje sekundär räknarsignal har ett sekundärt räknarvârde om n bitar, där n är ett positivt heltal (1, 2, 3, _).

I drift komer den positiva flanken som bärs av 92-1 att stega upp räknarvärdet av den sekundära räknaren 50-1 associerad med 92-1 vid en första tidpunkt. Därefter vid en andra tidpunkt som skiljer sig 2,7 ns (cykeltiden av de andra klocksignalerna dividerat med fyra) från den första tidpunkten så kommer den positiva flanken av 92-3 att stega upp räknarvärdet av den se- kundära räknaren 50-3 associerad med 92-3. Vid en tredje tid- punkt, som inträffar 2,7 ns efter den andra tidpunkten, så kommer den positiva flanken av 92-2 att stega upp räknarvärdet av den sekundära räknaren 50-2 associerad med 92-2. 2,7 ns se- nare, i relation till den tredje tidpunkten, så kommer den po- sitiva flanken av 92-4 att stega upp räknarvärdet av den se- kundära räknaren 50-4 associerad med 92-4. 2,7 ns efter upp- stegningen av den sekundära räknaren 50-4 associerad med 92-4 så kommer den positiva flanken som bärs av 92-1 ännu en gäng att stega upp den sekundära räknaren 50-1 associerad med 92-1, o.s.v. Var och en av de sekundära räknarna i ràkningskretsen 102 enligt uppfinningen komer att uppdateras, men inte pà samma gång, med en frekvens som är lika med den andra frekven- 508 585 53 sen. Den andra frekvensen är lika med 92 MHz i detta särskilda exempel. Addering av de fyra sekundära räknarvärdena kommer att resultera i ett räknarvärde som uppdateras med en frekvens om 368 MHz (en upplösning om 2,7 ns), pà grund av fasförskjut- ningen mellan de andra klocksignalerna. I allmänhet uppdateras det resulterande räknarvärdet med en frekvens som är lika med M multiplicerat med den andra frekvensen, där M är antalet andra klocksignaler.

Hänvisning görs även till fig. 24 som är ett tidsdiagram som visar den första klocksignalen, de sekundära räknarvärdena och det resulterande räknarvärdet.

På detta sätt garanteras en upplösning som är lika med cykel- tiden av två gånger (2x184=368 MHz) frekvensen av den första klocksignalen som är förbunden med räknaren 102, även fast klockfrekvensen själv är för hög för direkt för direkt använd- ning i räknarkärnan, i synnerhet när de sekundära räknarna implementeras genom scan-testbara vippor.

Andra krav på kretsutformningen av en räknare kan också sätts en gräns pà den frekvens som är möjlig att använda i t.ex. en ASIC.

Fig. 24 är ett tidsdiagram som visar ett exempel pà några av de signaler och räknarvärden som uppträder i en fasdetektor, enligt uppfinningen, vilken innefattar det uppfinningsmässiga räkningsarrangemanget 102 som beskrivits ovan i anslutning till fig. 22. Det finns en periodisk kvadratvàgformad första klocksignal, CHRONO, som sänds till räknaren 102. I detta ex- empel genereras fyra andra klocksignaler i gensvar pà CHRONO.

Var och en av de andra klocksignalerna sänds till en respekti- ve sekundär räknare för generering av en sekundär räknarsignal eller värde. De fyra sekundära räknarsignalerna S.COUNT 1, S.COUNT 2, S.COUNT 3, S.COUNT 4 uppdateras, vid olika tidpunk- ter, med en frekvens som är lika med klockfrekvensen dividerat med två. Dessa fyra sekundära räknarsignaler adderas för att 508 585 54 generera den primära räknarsignalen. Räknarvärdet, PRIMARY COUNTER, av den primära räknarsignalen har samma antal bitar och samma signifikans som räknarvärdet av de sekundära räknar- signalerna. Notera emellertid att i fig. 24 så representeras alla räknarvärden med decimala värden. I drift antas i allmän- het att genereringen av den primära räknarsignalen utförs kon- tinuerligt över ett flertal klockcykler. Vidare visas två in- signaler INPUT 1, INPUT 2 till fasdetektorn och deras motsva- rande första räknarvärden FCV(1) resp. FCV(2). Fasskillnaden mellan INPUT 1 och INPUT 2, med hänsyn till de senast uppdate- 60 - 51 = 9 cykler av en signal som har en frekvens som är lika med tvâ rade räknarvärdena är lika med FCV(2) - FCV(1) gånger frekvensen av den första klocksignalen. Upplösningsnog- grannheten av fasskillnadsmätningen är således lika med cykel- tiden av en signal som har en frekvens två gånger den första klockfrekvensen.

Som noterats ovan är det inbördes förhållandet i fas mellan de andra klocksignalerna viktigt. I exemplet enligt fig. 23 är de andra klocksignalerna fasförskjutna i förhållande till varand- ra. De andra klocksignalerna kan anordnas i en sådan ordning att fasskillnaden mellan efter varandra följande andra klock- signaler är n/2. Det är emellertid viktigt att förstå att det inte spelar någon roll vilken av de andra klocksignalerna som sänds till vilken sekundär räknare. Detta innebär att genera- torn 70 av de andra klocksignalerna och D-vipporna i denna i synnerhet inte behöver initialiseras.

Exempel på en första variant av räkningskretsen.

Om den andra frekvensen, d.v.s. den första klockfrekvensen di- viderat med 2, fortfarande är för hög för användning i räk- narkärnan, d.v.s. de sekundära räknarna så kan den första klocksignalen uppdelas i åtta klocksignaler (M=8) som är fas- förskjutna n/4 och som har en ny andra frekvens som är lika med den första klockfrekvensen dividerat med fyra. Eftersom det resulterande räknarvärdet uppdateras med en frekvens som 508 585 55 är lika med M multiplicerat med den andra frekvensen så ökas antalet sekundära räknare också till 8 istället för bara 4. Pâ detta sätt kan sama höga resulterande upplösningsnoggrannhet bibehállas fastän den andra frekvensen reduceras. Hela fre- kvenspotentialen av den givna teknologin utnyttjas pà sama gång som frekvensbegränsande kvalitetskrav på räknarkärnan uppfylls.

T.ex. kan en första klocksignal om 184 MHz uppdelas i åtta andra klocksignaler om 46 MHz genom vidare användning av sig- nalerna 92-1, 92-2, 92-3 och 92-4. Signalen 92-1 sänds till ett ytterligare D-vippearrangemang som liknar som det enligt fig. 23 innefattar komponenterna 73, 74 och 79, för generering av två andra klocksignaler. Signalen 92-2 sänds till ett yt- terligare D-vippearrangemang som liknar det som enligt fig. 23 innefattar komponenterna 75, 76 och 80, för generering av två andra klocksignaler. På motsvarande sätt sänds var och en av signalerna 92-3, 92-4 också till ett ytterligare steg för att generera tvà andra klocksignaler. Således genereras samanlagt åtta andra klocksignaler. Var och en av dessa åtta andra klocksignaler sänds till en respektive sekundär räknare som producerar en individuell sekundär räknarsignal. Alla åtta se- kundära räknarsignaler sänds sedan till ett summeringsblock som är utformat för addering av åtta binära vården eller sig- naler.

Exempel på andra varianter av räkningskretsen När det i en del tillämpningar är önskvärt att bara använda ena flanken av den första klocksignalen så uppdelas, som exem- pel, den första klocksignalen i två andra klocksignaler av en andra frekvens som är lika med hälften av den första klockfre- kvensen; såsom 92-1 och 92-2. I detta exempel sänds var och en av de tvâ andra klocksignalerna (M=2) till en respektive se- kundär räknare som genererar en sekundär ràknarsignal i gen- svar på den andra klocksignalen; De två sekundära räknarsigna- lerna adderas i en summeringskrets för att generera räknings- kretsens räknarsignal. 508 585 56 Förutsatt att bara ena flanken av den första klocksignalen an- vänds sá är det också möjligt att uppdela den första klocksig- nalen i tre andra klocksignaler (M=3) av en andra frekvens som är lika med klockfrekvensen dividerat med tre. De tre andra klocksignalerna är fasförskjutna (2fl)/3 i förhållande till varandra. Var och en av de andra klocksignalerna sänds till en respektive sekundär räknare och utsignalerna frán de sekundära ráknarna sänds till en summeringskrets för generering av en räknarsignal, vars räknarvärde har samma antal bitar och samma signifikans som räknarvárdet av de sekundära räknarna.

Fig. 25 är ett schematiskt blockdiagram över en generator 170 av tre andra klocksignaler enligt uppfinningen. Generatorn 170 är mottaglig för en klocksignal CLOCK för generering av tre andra klocksignaler av en andra frekvens som är lägre än fre- kvensen CLOCK. frekvens om 184 MHz och de andra klocksignalerna har en fre- kvens som är lika med 184/3 MHz.

I detta särskilda exempel har signalen CLOCK en Fig. 25 visar också ett exe" pel på de signaler som uppträder i generatorn 170.

Generatorn 170 innefattar en första AND-grind 171, en första D-vippa 172, en andra AND-grind 173 och en andra D-vippa 174 Var och en av D~vipporna 172, 174 mottar signalen CLOCK vid sin klockingång CLK. Utgàngen på den första AND-grinden 171 är förbunden med D-ingången pà den första D-vippan 172. Q- utgången på den första D-vippan 172 är förbunden med den förs- ta ingången på den andra AND-grinden 173. Utgàngen pà den and- ra AND-grinden är förbunden med D-ingången pà den andra D- vippan 174. QZ-utgången på den andra D-vippan 174 är förbunden med både den andra ingången pà den första AND-grinden 171 och den andra ingången på den andra AND-grinden 173. Betrakta Q- utsignalen Q(FF1) av den första D-vippan 172, Q-utsignalen Q(FF2) av den andra D-vippan 174 och QZ-utsignalen QZ(FF1) av den första D-vippan 172, vilka alla illustreras i fig. 25. Ge- nom sändande av en "1" till den första ingången på den första AND-grinden 171 kommer utsignalerna Q(FF1), Q(FF2) och QZ(FF1) att utvecklas såsom visas i fig. 25. På detta sätt kommer tre 508 585 57 andra klocksignaler med olika faser att genereras. Eftersom endast de positiva flankerna betraktas på grund av D-vipporna som triggas pá den positiva flanken i de sekundära räknarna så inträffar de positiva flankerna av de tre andra klocksignaler- na var tredje cykel av signalen CLOCK. Detta svarar mot fre- kvensen CLOCK dividerat med tre.

D-vipporna i generatorn 170 är inte scan-testbara.

I en alternativ utföringsform implementeras de sekundära räk- narna genom vippor som triggas på den negativa flanken.

Genom innefattande av ett ytterligare steg, som innefattar en AND-grind och en D-vippa, mellan den första D-vippan 172 och den andra AND-grinden 173 i kretsanordningen enligt fig. 25 sà komer fyra andra klocksignaler (M=4) med olika faser och av en andra frekvens som år lika med klockfrekvensen dividerat med fyra att genereras. QZ-utsignalen av den andra D-vippan 174 i slutsteget distribueras till den andra ingången pá AND- grinden i det ytterligare innefattade steget. Om ännu ett yt- terligare steg, innefattande en AND-grind och en D-vippa, in- nefattas i följd mellan det första steget 171, 172 och slutsteget 173, 174 så komer fem andra klocksignaler (M=5) som är fasförskjutna i förhållande till varandra och av en andra frekvens som är lika med den första klockfrekvensen di- viderat med fem, att genereras. Genom innefattande av ännu yt- terligare steg så kommer ytterligare andra klocksignaler att genereras och de andra klocksignalerna kommer att ha en fre- kvens som år lika med klockfrekvensen dividerat med (J+1), där J är antalet steg.

I själva verket, oavsett om enbart ena flanken eller båda flankerna av den första klocksignalen används, så är den all- männa idén enligt uppfinningen att generera M andra klocksig- naler som är fasförskjutna i förhållande till varandra och av en andra frekvens som är lägre än frekvensen av den första klocksignalen. Var och en av de andra klocksignalerna sänds 508 585 58 till en respektive av M sekundära räknare. M är ett positivt heltal som är större än 1 (2, 3, 4,...). Den andra frekvensen är lika med frekvensen av den första klocksignalen dividerat med N, där N är ett positivt heltal (1, 2, 3, ...), och anpas- sad för att fungera bra i den utnyttjade teknologin. Vidare föreligger en fasskillnad som är lika med (2n)/M mellan minst två av de M andra klocksignalerna. I själva verket, när M är större än 2 så föreligger en fasskillnad som är lika med (2n)/M mellan M par av de M andra klocksignalerna.

Generatorn av andra klocksignaler kan också vara implementerad i en andra teknologi som skiljer sig från den första teknolo- gin. T.ex. kan generatorn av andra klocksignaler realiseras i en andra teknologi i vilken det är möjligt att dela en första klocksignal om 368 MHz till 8 andra klocksignaler som är fas- förskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lika med 92 MHz. Genom användande av 8 sekun- dära räknare och en sumeringskrets sásom beskrivits ovan ge- nereras ett resulterande räknarvärde som uppdateras med en frekvens som är lika med 8x92=736 MHz. Generatorn av andra klocksignaler kan implementeras i en andra teknologi som kan hantera ännu högre första klockfrekvenser. Notera att komplex- iteten av generatorn av andra klocksignaler i allmänhet är mindre än den för en binär n-bitars räknare, i synnerhet när n är större än 10. Kostnaden för att realisera en generator av andra klocksignaler i en högfrekvensteknologi är således i allmänhet mindre än kostnaden för realisering av en binär n- bitars räknare i samma högfrekvensteknologi.

Det sätt på vilket de sekundära räknarsignalerna eller värdena adderas är viktigt. Till att börja med kommer problem som kan uppstå om de sekundära râknarsignalerna adderas på ett vårds- löst sätt att beskrivas. Betrakta, som exempel, och för enkel- hets skull, adderingen av två sekundära räknarvärden som var och en har fyra bitar och är associerad med en respektive and- ra klocksignal. Var och en av de sekundära räknarna räknar från noll till 15. När det högsta räkningsvärdet eller räknar- 508 585 59 värdet nås så komer nästa räknarvárde att vara noll och räk- narsekvensen 0, 1, 2,..., 15 börjar pá nytt igen. a) Om ingen initialisering av varje individuell sekundär räknare utförs innan aktivering kan följande hända; Antag att det första sekundära ráknarvärdet initialt är lika med 1 0 O 1 (decimalt 9) och att det andra sekundära ráknarvärdet är lika med 1 1 1 1 (decimalt 15). Till vänster ges en binär representation och till höger visas en decimal representation: 1 1 1 1 (överföringsbitar) 1 0 0 1 9 1 1 1 1 15 1 1 0 0 O 24 I den binára representationen så är resultatet av ad- deringen lika med 1 1 0 0 O (decimalt 24); ett 5- bitarsvärde. Fyra bitar kan representera decimala värden i intervallet O till 15, och fem bitar kan re- presentera decimala värden i intervallet O till 31.

Därefter, när det andra sekundära räknarvärdet uppda- teras i gensvar på dess associerade andra klocksignal sä kommer det andra sekundära ráknarvärdet att vara lika med 0 0 0 0 (decimalt 0) eftersom ett omslag in- träffar. Det första sekundära räknarvärdet är fortfa- rande 1 0 0 1 eftersom dess andra klocksignal är fas- förskjuten i förhållande till den andra klocksignal som är associerad med det andra sekundära räknarvár- det. Det resulterande ráknarvärdet, d.v.s. resultatet av adderingen av 1 O 0 1 och 0 0 O O kommer att vara lika med 1 O 0 1 (decimalt 9). I detta fall kommer således de tvâ efter varandra följande resulterande räknarvärdena att vara 1 1 O 0 0 (decimalt 24) och 1 0 0 1 (decimalt 9). Det resulterande ráknarvärdet kommer att hoppa från ett värde till ett annat på ett godtyckligt sätt. Detta är icke önskvärt eftersom en jämnt stigande talsekvens såsom O 0 O 0, 0 O O 1, 0 0 5Û8 585 60 1 0, 0 0 1 1, O 1 0 0,... (i en binär representation) och 0, 1, 2, 3, 4,... (i en decimal representation) erfordras. b) Även fastän vart och ett av de två sekundära räknar- värdena initialiseras och sätts till noll innan aktivering så kan problem uppstå: Den resulterande räknarsekvensen komer att vara 0, 1, 2, ...., 29, 30, 15 i en decimal representation, och O 0 0 0, O O 0 l, 0 0 1 O,..., 1 1 1 0 1, 1 1 1 1 0, 1 1 1 1 1 i en binär representation. Övergången från 1 1 1 1 0 (decimalt 30) till 1 1 1 1 (decimalt 15) mäste lösas genom ytterligare logiska kretsar.

Den mest signifikanta biten av resultatet av additionen mellan 1 0 0 1 och 1 1 1 1, d.v.s. den mest signifikanta biten av 5- bitarsvärdet 1 1 0 0 0 (decimalt 24) är också den slutliga el- ler sista överföringsbiten av additionen. Om de fyra minst signifikanta bitarna av resultatet av additionen av 1 O 0 1 och 1 1 1 1 betraktas så kommer ett 4-bitars värde, l 0 0 0 (8 i en decimal representation) att erhållas. Följaktligen kommer de två efter varandra följande resulterande ráknarvärdena att vara 1 0 0 O, d.v.s. en decimal 8, och 1 0 0 1, d.v.s. en de- cimal 9. Fastän detta är ett exempel på tvâ efter varandra följande resulterande räknarvärden så kan principen eller idén med att betrakta de fyra minst signifikanta bitarna av resul- tatet av additionen tillämpas allmänt.

Sumeringen och implementeringar av sumeringen Enligt uppfinningen, för att generera en jämnt stigande tal- sekvens utan behov av initialisering och ytterligare logiska kretsar så adderas företrädesvis de sekundära räknarsignalerna så att det resulterande ráknarvärdet har sama antal bitar och sama signifikans som ráknarvärdet av de sekundära räknarsig- nalerna. 508 585 61 Företrädesvis implementeras sumeringskretsen 51 som adderar de sekundära räknarsignalerna genom användande av det kända programmeringsspráket VERILOG och det kända syntetiseringspro- grammet SYNOPSIS. Syntetiseringsprogrammet SYNOPSIS omvandlar ett program som är skrivet i språket VERILOG till grindnát- verksmaskinvara som exekverar additionen. I allmänhet exekve- ras additionen i en parallell implementering. I en parallell implementering adderas signalerna samtidigt.

Om sumeringskretsen 51 tar emot M sekundära räknarsignaler om vardera n bitar så innefattar grindnätverksimplementeringen ett grindnátverk och en associerad D-vippa för var och en av de n bitarna. Detta utgör samanlagt n grindnátverk och n D- vippor. Inga grindnátverk och associerade D-vippor tillhanda- hålls för de slutliga överföringsbitarna av additionen så att resultatet av additionen kommer ha sama antal bitar, d.v.s. n bitar, och samma signifikans som de sekundära räknarsignaler- na.

I en parallell implementering i vilken inga grindnátverk och associerade D-vippor tillhandahålls för de slutliga överfö- ringsbitarna av additionen så kommer en addition av tre 4- bitars värden att se ut pà detta sätt; l ; l (överföringsbitar) 1 1 0 1 13 1011 11 1 1 1 1 15 0 1 1 1 7 Alternativt utförs adderingen i sekvens. Konventionella kret- sar såsom 74-XX-83 vilket är en 4-bitars adderare kan använ- das. Flera 4-bitars enheter förbinds med varandra på ett känt sätt för att realisera en n-bitars adderare. Flera n-bitars adderare används för realisering av summeringsblocket 51 om flera sekundära räknarvärden ska adderas. En första n-bitars adderare adderar två binära värden och utmatar ett resultat om n bitar men också en överföringsbit på sin överföringsutgàng.

Om mer än två sekundära räknarvärden ska adderas sà förbinds 508 585 62 denna överföringsbit till överföringsingángen på nästa n- bitars adderare; i annat fall är överföringsutgången inte an- sluten. I allmänhet är överföringsutgàngen i det sista adde- rarsteget alltid oansluten så att enbart n-bitarsutsignalen från det sista adderarsteget betraktas. På detta sätt bortkas- tas eller bortglöms den slutliga överföringsbiten.

I ännu en annan utföringsform av uppfinningen genererar summe- ringsblocket 51 räknarens 102 räknarsignal genom addering av de sekundära räknarsignalerna med hänsyn tagen till alla över- föringsbitar, och genom betraktande av de x minst signifikanta bitarna av resultatet av additionen, där x är lika med det an- tal bitar som räknarvärdet av en sekundär räknarsignal har.

Betrakta följande exempel. Tre 4-bitarsvärden adderas paral- lellt med hänsyn tagen till alla överföringsbitar: 1 Q 1 1 1 (överföringsbitar) 1 1 O 1 13 1 0 1 1 11 1111 15 100111 39 I den binära representation är resultatet ett 6-bitars värde.

En programvarurealisering tillhandahålls för betraktande av de fyra minst signifikanta bitarna. Således kommer resultatet att vara 0 1 1 1; ett värde som har sama antal bitar som de vär- den som adderas.

I en annan alternativ utföringsform tas hänsyn till alla över- föringsbitar i adderingen och sedan utförs en AND-operation mellan resultatet av additionen och ett första binärt värde med följande egenskaper: a) det första binâra värdet har samma antal, z, bitar som resultatet av additionen; 508 585 63 b) var och en av de x minst signifikanta bitarna är lika med "l", en binär etta, där x är lika med antalet bitar av ett individuellt sekundärt räknarvärde; och c) var och en av de (z-x) mest signifikanta bitarna är lika med "0“, en binär nolla.

Antag som exempel att 3-bitars sekundära räknarvärden har ad- derats och att resultatet av adderingen är ett 4-bitars värde.

Således är z=4, x=3, z-x=l och det första binära värdet kommer att vara 0 1 1 1.

Genom addering av de sekundära räknarsignalerna så att räknar- värdet av den resulterande räknarsignalen kommer att ha samma antal bitar och samma signifikans som räknarvärdet av en se- kundär räknarsignal sà spelar startvärdet i de olika sekundära räknarna ingen roll. Det föreligger inget behov av att ha sam- ma startvärde i de sekundära räknarna. Således erfordras ingen àterställning eller initialisering av de sekundära räknarna. vilket är en klar fördel.

När den uppfinningsmâssiga räkningskretsen innefattas i fas och/eller frekvensdetektorn enligt föreliggande uppfinning, används händelser, d.v.s. tidsinformationen som bärs av insig nalerna, för sampling av räkningskretsen. Med andra ord an- vänds händelser för sampling av ett arrangemang med multipla faser.

I det amerikanska patentet 4.979.177 används de olika faserna för sampling av händelserna.

Vidare så berörs problemet med att ha en klockfrekvens som är för hög för tillgänglig eller utnyttjad teknologi, med hänsyn tagen till specifika kvalitetskrav, varken i det amerikanska patentet 5.097.490 eller det amerikanska patentet 4.979.177.

Fig. 26 är ett schematiskt flödesdiagram över ett förfarande för generering av en räknarsignal enligt uppfinningen. I steg 508 585 64 901 genereras ett pà förhand bestämt antal M av andra klock- signaler kontinuerligt i gensvar pà en första klocksignal av en första frekvens. De andra klocksignalerna är fasförskjutna i förhållande till varandra och har en andra frekvens som är lägre än den första frekvensen. I steg 902 så genereras, för varje andra klocksignal, en respektive sekundär räknarsignal i gensvar pà den andra klocksignalen. I steg 903 genereras räk- narsignalen, den primära räknarsignalen, genom addering av de sekundära räknarsignalerna eller värdena så att räknarvärdet av den primära räknarsignalen komer att ha samma antal bitar och sama signifikans som räknarvárdet av de sekundära räknar- signalerna. I allmänhet upprepas stegen ovan fortlöpande för att fortlöpande generera den primära räknarsignalen. Till en viss grad utförs steg 901-903 parallellt.

Alternativt sätt för tillhandahållande av en fas- och/eller frekvensdetektor av hög upplösning Ett alternativt sätt för tillhandahållande av fasskillnads- och frekvensmätningar av hög upplösning komer att beskrivas nedan i anslutning till fig. 27 till 31.

Fig. 23, fig. 28 och fig. 29 bildar tillsammans ett schema- tiskt blockdiagram över en högupplösningsfasdetektor enligt uppfinningen. Fig. 23, fig. 28 het med fig. 27 för en korrekt Högupplösningsfasdetektorn tar INPUT 2, INPUT 3 och en första fattar organ 70 för generering och fig. 29 bör ordnas i enlig- läsning av blockdiagrammet. emot tre insignaler INPUT 1, klocksignal. Fasdetektorn inne- av fyra andra klocksignaler, fyra sekundära räknare 150-1 till 150-4, 12 sekundära register 200A-C, 202A-C, 204A-C, 206A-C, tre summeringskretsar 210A-C, tre fördröjningsenheter 2l5A-C, tre primära register 220A-C och en subtraheringsenhet 225.

Möjliga praktiska implemente- ringar av de individuella komponenterna har beskrivits ovan.

Generatorn 70 har beskrivits i detalj ovan i anslutning till fig. 23. Kortfattat, generatorn 70 är mottaglig för en första 508 585 65 klocksignal av en första frekvens, 184 MHz i detta särskilda exempel, för generering av fyra andra klocksignaler 92-1, 92- 2, 92-3, 92-4 som är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens, 92 MHz i detta exempel. Notera att den andra frekvensen är lägre än den första frekvensen. var och en av de fyra andra klocksignalerna sänds till en re- spektive sekundär räknare (fig. 28). Med hänvisning till fig. 28 genererar var och en av de sekundära räknarna en sekundär ráknarsignal. Vidare finns tre sekundära register för varje sekundär räknare. I synnerhet är den sekundära räknaren 150-1 förbunden till de sekundära registren 200A-C, den sekundära räknaren 150-2 är förbunden till de sekundära registren 202A- C, den sekundära räknaren 150-3 är förbunden till de sekundära registren 204A-C och den sekundära räknaren 150-4 är förbunden till de sekundära registren 206A-C. Varje sekundär räknare är förbunden till tre sekundära register, hänvisade till som dess associerade sekundära register, av vilka vart och ett är mot- tagligt för den sekundära râknarsignalen av den motsvarande sekundära räknaren, och en respektive av de K insignalerna för uppdatering av ett individuellt sekundärt räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvârdet av den sekundära räknar- signalen i allmänhet i gensvar på tidsinformation som bärs av insignalen. Som exempel, mottar det sekundära registret 200A den sekundära râknarsignalen av den sekundära räknaren 150-1 pà sin in-ingång, och insignalen INPUT 1 på sin laddningsin- gáng. Varje gång tidsinformationen som bärs av INPUT 1 fram- träder vid laddningsingàngen på det sekundära registret 20OA sä kommer det sekundära râknarvärdet av 150-1 att överföras till 200A.

Varje summeringskrets mottar en respektive grupp av sekundära räknarvärden som är associerade med sama insignal för genere- ring av en respektive summerad ráknarsignal. Sumeringskretsen 210A t.ex. mottar det sekundära râknarvärdet från det sekundä- ra registret 200A, det sekundära râknarvärdet från 202A , det sekundära räknarvârdet från 204A och det sekundära räknarvär- 508 585 66 det från 206A. De sekundära registren 200A, 202A, 204A och 206A är alla associerade med samma insignal, INPUT 1.

Var och en av fördröjningsenheterna 215A-C tar emot en respek- tive insignal för fördröjning av denna insignal. Fördröjningen av varje fördröjningsenhet svarar mot den tid som erfordras »för sumeringen som utförs av den respektive av summerings- kretsarna.

Med hänvisning till fig. 29 finns tre första primära register 220A-C. Vart och ett av de första primära registren är mottag- ligt för en respektive av de summerade räknarsignalerna och en respektive av de fördröjda insignalerna för uppdatering av ett individuellt primärt râknarvärde genom lagring av det aktuella ráknarvärdet av den sumerade räknarsignalen i allmänhet i gensvar pà tidsinformation som bärs av den respektive fördröj- da insignalen. Som exempel mottar det första primära registret 220A den sumerade râknarsignalen av sumeringskretsen 210A på sin in-ingång och den fördröjda insignalen INPUT 1 på sin laddningsingång. Varje gäng den fördröjda tidsinformationen som bärs av INPUT 1 framträder vid laddningsingángen på 220A så kommer det sumerade ráknarvärdet av 210A att överföras till 220A.

Subtraheraren 225 gör utläsningar av de primära ràknarvárdena för att generera minst ett första skillnadsvärde som represen- terar en fasskillnad mellan ett respektive par av insignalerna INPUT 1, INPUT 2 och INPUT 3. Om det, som exempel, är önskvärt att mäta fasskillnaden mellan INPUT 1 och INPUT 3 så kommer de primära räknarvärdena som är associerade med dessa insignaler att utläsas av subtraheraren 225 och subtraheras med varandra.

Fasskillnadsbestämningen utförs med hänsyn tagen till mät- ningspàverkande omslag pà sama sätt som beskrivits ovan i an- slutning till fig. 8. 508 585 67 Fig. 23, fig. 28 och fig. 31 bildar tillsamans ett schema- tiskt blockdiagram över en högupplösningsfrekvensdetektor en- ligt uppfinningen. Fig. 23, fig. 28 och fig. 31 bör anordnas i enlighet med fig. 30 för en korrekt läsning av blockdiagram- met. Högupplösningsfrekvensdetektorn tar emot tre insignaler INPUT 1, INPUT 2 och INPUT 3 och en första klocksignal. Fasde- tektorn innefattar organ 70 för generering av fyra andra klocksignaler, fyra sekundära räknare 150-1 till 150-4, 12 se- kundära register 200A-C, 202A-C, 204A-C, 206A-C, tre summe- ringskretsar 210A-C, tre fördröjningsenheter 215A-C, tre förs- ta primära register 220A-C, tre andra primära register 230A-C och en subtraheringsenhet 235. Möjliga praktiska implemente- ringar av komponenterna har beskrivits ovan. Huvudskillnaden mellan fasdetektorn enligt fig. 23, fig. 28 och fig. 29 och frekvensdetektorn enligt fig. 23, fig. 28 och fig. 31 är de ytterligare andra primära registren 230A-C och subtraheraren 235 illustrerade i fig. 31. Funktionen av de komponenter som visas i fig. 23 och fig. 28 har redan beskrivit ovan i anslut- ning till högupplösningsfasdetektorn och komer inte att be- skrivas pá nytt.

Med hänvisning till fig. 31 anordnas tre andra primära regis- ter i frekvensdetektorn. Vart och ett av de andra primära re- gistren är förbundet med en respektive, hänvisad till som dess associerade första primära register, av de första primära re- gistren, och är mottaglig för det primära râknarvärdet av dess associerade första primära register och för samma av de för- dröjda insignalerna som den för dess associerade första primä- ra register för reservkopiering, innan uppdateringen, av det primära râknarvärdet som ett back-up-räknarvärde, i gensvar pá tidsinformationen som bärs av den fördröjda insignalen.

Subtraheraren 235 gör utläsningar av de primära räknarvärdena av varje registerpar som innefattar ett individuellt andra primärt register och dess associerade uppdaterade första pri- mära register för subtrahering, för varje registerpar, av de primära räknarvärdena av registerparet för att generera ett 508 585 68 respektive skillnadsvärde som är representativt för frekvensen av den insignal som är associerad med registerparet.

Frekvensbestämningen utförs med hänsyn tagen till mätningspà- verkande omslag på samma sätt som beskrivits ovan i anslutning till de frekvensbestämmande egenskaperna av fasdetektorn en- ligt den första aspekten av uppfinningen.

Enligt detta alternativa sätt att tillhandahålla fasskillnads- och frekvensmätningar av hög upplösning så är den addering som utförs av summeringskretsarna 210A-C mindre tidskritisk efter- som adderingen bara behöver utföras i anslutning till samp- lingen av den respektive summeringskretsens utsignal.

Fasdetektorn enligt fig. 23, fig. 28 och fig. 29 såväl som frekvensdetektorn enligt fig. 23, fig. 28 och fig. 31 har be- skrivits i det specifika sammanhanget med tre insignaler och fyra andra klocksignaler. Det är uppenbart att detta antal in- signaler och detta antal andra klocksignaler inte är avsedda att begränsa uppfinningens omfattning.

I allmänhet föreligger K insignaler och M andra klocksignaler.

M är ett positivt heltal större än 1. För fasdetektorn är K ett positivt heltal större än 1. För frekvensdetektorn är K ett positivt heltal större än noll.

I den allmänna formen av fasdetektorn så finns M sekundära räknare, K sekundära register för varje sekundär räknare, K fördröjningsenheter, K sumeringskretsar, K första primära re- gister och en subtraherare.

I den allmänna formen av frekvensdetektorn finns M sekundära räknare, K sekundära register för varje sekundär räknare, K fördröjningsenheter, K summeringskretsar, K första primära re- gister, K andra primära register och en subtraherare. 508 585 69 Avseende både fasdetektorn enligt fig. 23, 28 och 29 samt fre- kvensdetektorn enligt fig. 23, 28 och 31 sä kommer räknarvär- dena av de primära registren att härröra från sama tillfälle genom implementering av en hållfunktion i varje primärt regis- ter. En annan lösning är att ha associerade skuggregister med en hállfunktion så att räknarvärdena kan frysas tills alla re- gister av intresse har lästs.

Alternativt hämtar subtraheraren 225, i form av en mikropro- cessor, alla ráknarvärdena vid samma tidpunkt via en databuss.

Således föreligger inget behov av de primära registren 22OA-C och fördröjningsenheterna 215A-C. Enligt denna alternativa ut- föringsform utelämnas fördröjningsenheterna 215A-C och de pri- mära registren 22OA-C och utsignalen av var och en av summe- ringskretsarna 210A-C sänds direkt till subtraheraren 225 via databussen.

De utföringsformer som beskrivits ovan ges enbart som exempel och det bör förstås att föreliggande uppfinning inte är be- gränsad till dessa. Detta är naturligtvis möjligt att utföra uppfinningen i andra specifika former än de som beskrivits utan att avvika från uppfinningens andemening. Ytterligare mo- difikationer och förbättringar som innehåller de grundläggande underliggande principerna som beskrivits och för vilka patent- skydd yrkas hári ligger inom omfattningen och andemeningen av uppfinningen.

Claims (40)

508 585 PATENTKRAV

1. En fasdetektor som är mottaglig för ett pà förhand bestämt antal, K, insignaler, där K är ett positivt heltal större än 1, varvid fasdetektorn innefattar: en räknare som är mottaglig för en klocksignal för gener- ering av en räknarsignal som representerar ett löpande räknarvärde i en räknarsekvens, varvid räknaren vid slutet av räknarsekvensen gör ett omslag och börjar om från början av räknarsekvensen; K första register, varvid vart och ett av de K första registren är mottagligt för räknarsignalen och en respektive av de K insignalerna för uppdatering av ett individuellt första räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvärdet av räknarsignalen i gensvar pà tidsinformation som bärs av den re- spektive insignalen; en första subtraherare som är mottaglig för minst två av de första räknarvärdena för generering av' minst ett skill nadsvärde som representerar en fasskillnad mellan ett respe» tive par av de K insignalerna; och ett korrigeringsorgan för korrigering för mätn;nf spáverkande omslag, genom addering av ett positivt/negat;'^ korrigeringsvärde till skillnadsvärdet för att generera eat korrigerat skillnadsvärde eller genom addering av korriger ingsvärdet till ett av de första räknarvärdena varvid det kor- rigerade första räknarvärdet används vid genereringen av skillnadsvärdet.

2. En fasdetektor enligt krav lq i vilken räknarsekvensen innefattar ett på förhand bestämt antal räknarvärden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och i vilken korrigeringsorganet innefattar: första organ för detektering, för varje skillnadsvärde, huruvida absolutvärdet av skillnadsvärdet är större än räknarintervallet delat med två och huruvida skillnadsvärdet är positivt eller negativt, samt för addering, när ett större-än- tillständ och ett negativt-tillstànd detekteras, av ett värde 508 585 som är representativt för räknarintervallet till skill- nadsvärdet för att generera det korrigerade skillnadsvärdet, eller för subtrahering, när ett större-än-tillstànd och ett positivt-tillstànd detekteras, av ett värde som är representa- tivt för räknarintervallet, frán skillnadsvärdet för att gener- era det korrigerade skillnadsvärdet.

3. En fasdetektor enligt krav 1, vidare innefattande: andra organ för detektering, för vart och ett av en upp- sättning första räknarvärden, huruvida det aktuella första räknarvärdet är lika med det föregående första räknarvärdet, och för generering av en ingen-signal-indikation om ett lika- med-tillstánd detekteras.

4. En fasdetektor enligt krav 1, vidare innefattande: andra organ för uppdatering, för varje första register av en uppsättning innefattande ett pà förhand bestämt antal, S, av första register, av ett jämförelsevärde genom lagring av det första räknarvärdet av det första registret, för detektering, innan uppdateringen av jämförelsevärdet, av huruvida det första räknarvärdet som för närvarande är la- grat i det första registret âr lika med det jämförelsevärde som lagrades tidigare, varvid jämförelsevärdet är representativt för det föregående första räknarvärdet av det första registret, och för generering av en ingen-signal-indikation om ett lika- med-tillstànd detekteras.

5. En fasdetektor enligt krav 4, i vilken S är lika med ett positivt heltal större än noll.

6. En fasdetektor enligt krav J” i vilken räknarsekvensen innefattar ett pà förhand bestämt antal räknarvärden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och i vilken korrigeringsorganet innefattar: K andra register, varvid vart och ett av de K andra reg- istren är förbundet till ett respektive, hänvisat till som dess 508 585 .f;L associerade första register, av de K första registren och mot- tagligt för det första räknarvärdet av dess associerade första register och för samma insignal som den till dess associerade första register för reservkopiering, innan uppdateringen, av det första räknarvärdet som ett back-up-räknarvårde, i gensvar pà den tidsinformation som bärs av insignalen; och tredje organ för detektering, för varje registerpar inne- fattande ett individuellt andra register och dess associerade första register, av huruvida back-up-räknarvärdet av det indi- viduella andra registret är större än det uppdaterade första räknarvärdet av det associerade första registret, och för ad- dering, när ett större-än-tillstànd detekteras, av ett värde son1 är representativt för räknarintervallet till det första räknarvärdet för att generera ett respektive korrigerat värde som är representativ för ett två gånger uppdaterat första räknarvärde, varvid det två gånger uppdaterade första räknarvärdet används vid genereringen av det skillnadsvärde som är associerat med insignalen till det första registret.

7. En fasdetektor enligt krav JH i vilken räknarsekvensen innefattar ett på förhand bestämt antal râknarvärden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och i vilken korrigeringsorganet innefattar: K andra register, varvid vart och ett av de K andra reg- istren är förbundet till ett respektive, hänvisat till som dess associerade första register, av de K första registren och mot- tagligt för det första räknarvärdet av dess associerade första register och för samma insignal som den till dess associerade första register för reservkopiering, innan uppdateringen, av det första räknarvärdet som ett back-up-räknarvärde, i gensvar pà den tidsinformation som bärs av insignalen; organ för detektering, för varje registerpar som innefat- tar ett individuellt andra register och dess associerade första register, av huruvida back-up-räknarvärdet av det individuella andra registret är större än det uppdaterade första räknarvärdet av det associerade första registret, för att 508 585 '35 generera en respektive enable-signal när ett större-än- tillstånd detekteras; och organ för addering, innan genereringen av skillnadsvärdet och för vart och ett av de associerade första registren, av ett värde som är representativt för räknarintervallet till det för- sta räknarvärdet av det associerade första registret för att generera ett respektive korrigerat värde som är representativ för ett två gånger uppdaterat första räknarvärde, varvid adder- ingen utförs förutsatt att den motsvarande enable-signalen mot- tas, och varvid det tvâ gànger uppdaterade första räknarvärdet används vid generering av det skillnadsvärde som är associerat med insignalen av det första registret.

8. En fasdetektor enligt krav JH i vilken räknarsekvensen innefattar ett pá förhand bestämt antal räknarvärden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och räknaren räknar ner så att räknarsekvensen gär från ett högsta räkn- ingsvärde till noll, och i vilken korrigeringsorganet innefat- Car: K andra register, varvid vart och ett av de K andra reg- istren är förbundet till ett respektive, hänvisat till som dess associerade första register, av de K första registren och mot- tagligt för det första räknarvärdet av dess associerade första register och för sama insignal som den till dess associerade första register för reservkopiering, innan uppdateringen, av det första räknarvärdet som ett back-up-räknarvärde, i gensvar pà den tidsinformation som bärs av insignalen; organ för detektering, för varje registerpar som innefat- tar ett individuellt andra register och dess associerade första register, av huruvida back-up-räknarvärdet av det individuella andra registret är mindre än det uppdaterade första räknarvärdet av det associerade första registret, för att generera en respektive enable-signal när ett mindre-än- tillstànd detekteras; och organ för subtrahering, innan generering av skill- nadsvárdet och för vart och ett av de associerade första regis- tren, av ett värde som är representativt för räknarintervallet 508 585 .ïf från det första räknarvärdet av det associerade första regis- tret för att generera ett respektive korrigerat värde som är representativt för ett tvâ gånger uppdaterat första räknarvärde, varvid subtraheringen utförs förutsatt att den motsvarande enable-signalen mottas, och varvid det tvâ gånger uppdaterade första räknarvärdet används vid generering av det skillnadsvärde som är associerat med insignalen av det första registret.

9. En fasdetektor enligt krav 1, vidare innefattande: K andra register, varvid vart och ett av de K andra reg- istren är förbundet till ett respektive, hänvisat till som dess associerade första register, av de K första registren och mot- tagligt för det första räknarvärdet av dess associerade första register och för samma insignal som den till dess associerade första register för reservkopiering, innan uppdateringen, av det första räknarvärdet som ett back-up-räknarvärde, i gensvar pà den tidsinformation som bärs av insignalen; en andra subtraherare som är mottaglig för räknarvärdet. av 'varje registerpar av en uppsättning innefattande ett ;Z förhand bestämt antal, R, av registerpar, varvid varje reg;; terpar innefattar ett individuellt andra register och dess a: socierade uppdaterade första register, för subtrahering, for varje registerpar av uppsättningen, av räknarvärdena av regis- terparet för att generera ett respektive andra skillnadsvärde som är representativt för frekvensen av den insignal som är as- socierad med registerparet.

10. En fasdetektor enligt krav 9, i vilken R är ett positivt heltal större än noll.

11. En fasdetektor enligt krav 9, i vilken den första subtra- heraren och den andra subtraheraren är integrerade i. en hu- vudenhet för subtrahering. 508 585 '35

12. En fasdetektor enligt krav Jq i vilken râknaren vidare innefattar: organ för generering, i gensvar på klocksignalen som har en första frekvens, av ett på förhand bestämt antal, M, andra klocksignaler som är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den första frekvensen, där M är ett positivt heltal större än 1; M sekundära räknare, var och en mottaglig för en respek- tive av de M andra klocksignalerna för generering av en indi- viduell sekundär räknarsignal; ett summeringsblock som är nmttagligt för de sekundära räknarsignalerna för generering av räknarsignalen genom adder- ing' av' de sekundära räknarsignalerna så att räknarvärdet av räknarsignalen har sama antal bitar och samma signifikans som räknarvärdet av de sekundära räknarsignalerna.

13. En fasdetektor enligt krav 12, i vilken organet för generering av de M andra klocksignalerna innefattar frekvens- delningsorgan för generering av den andra frekvensen så att den är lika med den första sekvensen dividerat med N, där N är ett positivt heltal större än 1.

14. Ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad mellan minst ett par av insignaler av ett på förhand bestämt antal, K, insignaler, där K är ett positivt heltal som är större än 1, varvid förfarandet innefattar stegen: generering av en räknarsignal som representerar ett löpande räknarvärde i en räknarsekvens, varvid ett omslag in- träffar vid slutet av räknarsekvensen så att räknarsekvensen börjar om från början; uppdatering, för var och en av de K insignalerna, av ett individuellt första räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvärdet av räknarsignalen huvudsakligen i gensvar pà tidsinformation som bärs av insignalen; parvis subtrahering av minst två av de första räknarvärdena för att generera rninst ett skillnadsvärde som 508 585 representerar en fasskillnad mellan ett respektive par av de K insignalerna; och korrigering för mätningspäverkande omslag, genom addering av ett positivt/negativt korrigeringsvärde till skillnadsvärdet för att generera ett korrigerat skillnadsvärde eller genom ad- dering av korrigeringsvärdet till ett av de första räknarvärdena varvid det korrigerade första räknarvärdet an- vänds vid genereringen av skillnadsvärdet.

15. Ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad enligt krav 14, i vilket räknarsignalen genereras kontinuer- ligt, uppdateringssteget upprepas för *varje tidsinformation, och steget parvis subtrahering upprepas med pä förhand bestämda tidsintervall.

16. Ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad enligt krav 14, i vilket räknarsekvensen innefattar ett pä förhand bestämt antal räknarvärden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och i vilket korrigeringssteget in- nefattar: detektering, för varje skillnadsvärde, av huruvida abso- lutvärdet av skillnadsvärdet är större än räknarintervallet de- lat med tvá och huruvida skillnadsvärdet är positivt eller negativt, samt addering, när ett större-än-tillstànd och ett negativt-tillstànd detekteras, av ett värde som är representa- tivt för räknarintervallet till skillnadsvärdet för att gener- era det korrigerade skillnadsvärdet, eller subtrahering, när ett större-än-tillstànd och ett positivt-tillstànd detekteras, av ett värde som är representativt för räknarintervallet från skillnadsvärdet för att generera det korrigerade skill- nadsvärdet.

17. Ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad enligt krav 14, vidare innefattande stegen: detektering, för vart och ett av en pà förhand bestämd uppsättning första räknarvärden, av huruvida det aktuella för- sta räknarvärdet är lika med det föregående första 508 585 räknarvärdet, och generering av en ingen-signal-indikation om ett lika-med-tillstånd detekteras.

18. Ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad enligt krav 17, i vilket räknarsignalen genereras kontinuer- ligt, uppdateringssteget upprepas för 'varje tidsinformation, och stegen parvis subtrahering, detektering och eventuellt generering av ingen-signal-indikation upprepas med pá förhand bestämda tidsintervall.

19. Ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad enligt krav 14, i vilket steget generering av en räknarsignal vidare innefattar stegen: generering, i gensvar pá en första klocksignal av en för- sta frekvens, av ett på förhand bestämt antal, M, andra klock- signaler som är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den första frekvensen, där M är ett positivt heltal större än 1; generering, för var och en av de M andra klocksignaleru. av en respektive sekundär räknarsignal i gensvar pá den resp-- tive av de M andra klocksignalerna; generering av räknarsignalen genom addering av sekundära räknarsignalerna så att räknarvärdet av räknarszg nalen har sama antal bitar och samma signifikans sov räknarvärdet av de sekundära räknarsignalerna.

20. Ett förfarande för mätning av en respektive fasskillnad enligt krav 19, i vilket steget generering av M andra klocksig- naler vidare innefattar steget delning av den första frekvensen med N, där N är ett positivt heltal större än 1, för att erhålla den andra frekvensen.

21. En frekvensdetektor mottaglig för ett pá förhand bestämt antal, K, insignaler, där K är ett positivt heltal, varvid frekvensdetektorn innefattar; en räknare mottaglig för en klocksignal för generering av en räknarsignal som representerar ett löpande räknarvärde i en 508 585 ,:$ räknarsekvens, varvid räknaren ^vid slutet av räknarsekvensen gör ett omslag och börjar om från början av räknarsekvensen; K första register, varvid vart och ett av de K första registren är mottagligt för räknarsignalen och en respektive av de K insignalerna för uppdatering av ett individuellt första räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvärdet av räknarsignalen huvudsakligen i gensvar pá tidsinformation som bärs av den respektive insignalen; K andra register, varvid vart och ett av de K andra reg- istren är förbundet till ett respektive, hänvisat till som dess associerade första register, av de K första registren och mot- tagligt för det första räknarvärdet av dess associerade första register och för samma insignal som den till dess associerade första register för reservkopiering, innan uppdateringen, av det första räknarvärdet som ett back-up-räknarvärde, i gensvar på den tidsinformation som bärs av insignalen; subtraheringsorgan som är mottagligt för räknarvärdena av varje registerpar som innefattar ett individuellt andra regis- ter och dess associerade uppdaterade första register, för sub- trahering, för varje registerpar, av räknarvärdena av registerparet för att generera ett respektive skillnadsvärde som är representativt för frekvensen av den insignal som är as- socierad med registerparet; och ett korrigeringsorgan för korrigering för mätning- spàverkande omslag, genom addering av ett positivt/negativt korrigeringsvärde till skillnadsvärdet för att generera ett korrigerat skillnadsvärde eller genom addering av korriger- ingsvärdet till ett av räknarvärdena i ett registerpar, varvid det korrigerade räknarvärdet används vid genereringen av skill- nadsvärdet.

22. En frekvensdetektor enligt krav 21, i vilken räknar- sekvensen innefattar ett pà förhand bestämt antal räknarvärden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och i vilken korrigeringsorganet innefattar: första organ för detektering, för varje skillnadsvärde, huruvida absolutvärdet av skillnadsvärdet är större än 508 585 räknarintervallet delat med två och huruvida skillnadsvärdet är positivt eller negativt, samt för addering, när ett större-än- tillstànd och ett negativt-tillstånd detekteras, av ett värde som är representativt för räknarintervallet till skill- nadsvärdet för att generera det korrigerade skillnadsvärdet, eller för subtrahering, när ett större-än-tillstànd och ett positivt-tillstànd detekteras, av ett värde som är representa- tivt för räknarintervallet, frán skillnadsvärdet för att gener- era det korrigerade skillnadsvärdet.

23. En frekvensdetektor enligt krav 21, vidare innefattande: andra organ för detektering, för vart och ett av en upp- sättning första räknarvärden, huruvida det aktuella första räknarvärdet är lika med det föregående första räknarvärdet, och för generering av en ingen-signal-indikation om ett lika- med-tillstánd detekteras.

24. En frekvensdetektor enligt krav 21, vidare innefattande: andra organ för uppdatering, för varje första register av en uppsättning innefattande ett på förhand bestämt antal, S, av första register, av ett jämförelsevärde genom lagring av det första räknarvärdet av det första registret, för detektering, innan uppdateringen av jämförelsevärdet, av huruvida det första räknarvärdet som för närvarande är la- grat i det första registret är lika med det jämförelsevärde som lagrades tidigare, varvid jämförelsevärdet är representativt för det föregående första räknarvärdet av det första registret, och för generering av en ingen-signal-indikation om ett lika- med-tillstánd detekteras.

25. En frekvensdetektor enligt krav 21, i vilken räknar- sekvensen innefattar ett på förhand bestämt antal räknarvärden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och i vilken korrigeringsorganet innefattar: tredje organ för detektering, för varje registerpar inne- fattande ett individuellt andra register och dess associerade 508 585 första register, av huruvida back-up-räknarvärdet av det indi- viduella andra registret är större än det uppdaterade första räknarvärdet av det associerade första registret, och för ad- dering/subtrahering, när ett större-än-tillstànd detekteras, av ett värde som är representativt för räknarintervallet till det första räknarvärdet/fràn back-up räknarvärdet för att generera gett respektive korrigerat värde som är representativt för ett tvâ gànger uppdaterat första räknarvärde/ett uppdaterat back- up-räknarvärde, varvid det tvà gånger uppdaterade första räknarvärdet/det uppdaterade back-up-räknarvärdet används vid genereringen av det skillnadsvärde som är associerat med insig- nalen av det första registret.

26. En frekvensdetektor enligt krav 21, i vilken räknaren in- nefattar; organ för generering, i gensvar pá klocksignalen som har en första frekvens, av ett pá förhand bestämt antal, M, andra klocksignaler som är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den första frekvensen, där M är ett positivt heltal större än 1; M sekundära räknare, var och en mottaglig för en respex tive av de M andra klocksignalerna för generering av en ind; viduell sekundär räknarsignal; en summeringskrets som är mottaglig för de sekundära räknarsignalerna för generering av räknarens räknarsignal genor addering av de sekundära räknarsignalerna så att ràknarvärde: av räknarsignalen har sama antal bitar och samma signifikant som räknarvärdet av de sekundära räknarsignalerna.

27. En frekvensdetektor enligt krav 26, i vilken organet för generering av de M andra klocksignalerna innefattar frekvens- delningsorgan för* generering av' den andra frekvensen så att denna är lika med den första sekvensen dividerat med N, där N är ett positivt heltal större än 1.

28. En frekvensdetektor enligt krav 21, i vilken K är lika med 1. 508 585 ; : ...f

29. Ett förfarande för mätning av en frekvens av var och en av ett pà förhand bestämt antal, K, insignaler, där K är ett positivt heltal, varvid förfarandet innefattar stegen; generering av en räknarsignal som representerar ett löpande räknarvärde i en räknarsekvens, varvid ett omslag in- träffar vid slutet av räknarsekvensen så att räknarsekvensen börjar om från början; uppdatering, för var och en av de K insignalerna, av ett respektive första räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvärdet av räknarsignalen huvudsakligen i gensvar pà tidsinformation som bärs av den respektive insignalen; reservkopiering, innan uppdateringen, av varje första räknarvärde som ett motsvarande back-up-räknarvärde i gensvar pà den tidsinformation som bärs av den motsvarande insignalen; subtrahering, för varje räknarvärdespar som innefattar ett individuellt uppdaterat första räknarvärde och ett motsvarande back-up-räknarvärde, av det individuella uppdater- ade första räknarvärdet med det motsvarande back-u; räknarvärdet, för att generera ett respektive skillnadsvaza- som är representativt för frekvensen av den insignal som är Q; socierad med räknarvärdesparet; och korrigering för mätningspàverkande omslag, genom adder;;f av ett positivt/negativt korrigeringsvärde till skillnadsvärdet för att generera ett korrigerat skillnadsvärde eller genom ad- dering av korrigeringsvärdet till ett av räknarvärdena, varvid det korrigerade räknarvärdet används vid genereringen av skill- nadsvärdet.

30. Ett förfarande för mätning av en frekvens enligt krav 29, i vilket räknarsignalen genereras kontinuerligt, stegen uppdatering och reservkopiering upprepas för varje tidsinforma- tion, och steget subtrahering upprepas med på förhand bestämda tidsintervall.

31. Ett förfarande för mätning av en frekvens enligt krav 29, i vilket räknarsekvensen innefattar ett på förhand bestämt an- 508 585 32. tal räknarvàrden, varvid detta antal hänvisas till som räknarintervallet, och i vilket korrigeringssteget innefattar; detektering, för varje skillnadsvärde, av huruvida abso- lutvärdet av skillnadsvärdet är större än räknarintervallet de- lat med tvâ och huruvida skillnadsvärdet är positivt eller negativt, samt addering, när ett större-än-tillstànd och ett negativt-tillstånd detekteras, av ett värde som är representa- tivt för räknarintervallet till skillnadsvärdet för att gener- era ett korrigerat skillnadsvärde, eller subtrahering, när ett större-än-tillstànd och ett positivt-tillstånd detekteras, av ett värde son1 är representativt för räknarintervallet, frán skillnadsvärdet för att generera ett korrigerat skillnadsvärde.

32. Ett förfarande för mätning av en frekvens enligt krav 29, vidare innefattande stegen: detektering, för vart och ett av en på förhand bestämd uppsättning första räknarvärden, av huruvida det aktuella för- sta räknarvärdet är lika med det föregående första räknarvärdet, och generering av en ingen-signal-indikation om ett lika-med-tillstànd detekteras.

33. Ett förfarande för mätning av en frekvens enligt krav 32, i vilket räknarsignalen genereras kontinuerligt, stegen uppdatering och reservkopiering upprepas för varje tidsinforma- tion, steget subtrahering upprepas med pá förhand bestämda tidsintervall, och stegen detektering och eventuellt generering upprepas i gensvar pá en återkommande signal.

34. Ett förfarande för mätning av en frekvens enligt krav 29, i vilket steget generering av en räknarsignal vidare innefattar stegen: generering, i gensvar på en första klocksignal av en för- sta frekvens, av ett pá förhand bestämt antal, M, andra klock- signaler som är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den första frekvensen, där M är ett positivt heltal större än 1; 508 585 3. generering, för var och en av de M andra klocksignalerna, av en respektive sekundär räknarsignal i gensvar på den respek- tive av de M andra klocksignalerna; generering av räknarsignalen genom addering av de sekundära räknarsignalerna. så att räknarvärdet av' räknarsig- nalen har samma antal bitar och samma signifikans som räknarvärdet av de sekundära räknarsignalerna.

35. Ett förfarande för mätning av en frekvens enligt krav 34, i vilket steget generering av M andra klocksignaler vidare in- nefattar steget delning av den första frekvensen med N, där N är ett positivt heltal större än 1, för att erhálla den andra frekvensen.

36. En fasdetektor som är mottaglig för ett på förhand bestämt antal, K, insignaler, där' K är ett positivt heltal större än 1, varvid fasdetektorn innefattar: organ för generering, i gensvar på en första klocksignal som har en första frekvens, av ett på förhand bestämt antal, M, andra klocksignaler soul är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den för- sta frekvensen, där M är ett positivt heltal större än 1; M sekundära räknare, var och en mottaglig för en respek- tive av de M andra klocksignalerna för generering av en indi- viduell sekundär räknarsignal; K sekundära register för var och en av de bd sekundära räknarna, varvid vart och ett av de K sekundära registren är mottagligt för den individuella sekundära räknarsignalen av den motsvarande sekundära räknaren, och en respektive av de K in- signalerna för uppdatering av ett individuellt sekundärt räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvärdet av den individuella sekundära räknarsignalen huvudsakligen i. gensvar på tidsinformation som bärs av den respektive insignalen; K summeringskretsar, varvid varje sumeringskrets är mot- taglig för en respektive grupp av sekundära räknarvärden som är associerade med samma insignal, för generering av en respektive summerad räknarsignal som representerar ett räknarvärde i en 508 585 räknarsekvens, varvid ett omslag inträffar vid slutet av räknarsekvensen så att denna börjar om från början; K fördröjningsenheter, varvid varje fördröjningsenhet är mottaglig för en respektive av de K insignalerna för fördröjn- ing av insignalen; K primära register, varvid vart och ett av de K primära registren är mottagligt för en respektive av de summerade räknarsignalerna och en respektive av de l( fördröjda insig- nalerna för uppdatering av ett individuellt primärt räknarvärde genon\ lagring av det aktuella räknarvärdet av' den summerade räknarsignalen huvudsakligen i gensvar på tidsinformation som bärs av den respektive fördröjda insignalen; subtraheringsorgan mottagligt för de primära räknarvärdena för generering av minst ett skillnadsvärde som representerar en fasskillnad mellan ett respektive par av de K insignalerna; och ett korrigeringsorgan för korrigering för mätning- spàverkande omslag, genom addering av ett positivt/negatzv' korrigeringsvärde till skillnadsvärdet för att generera -' korrigerat skillnadsvärde.

37. En fasdetektor enligt krav 36, i vilken ett individue- primärt räknarvärde representerar ett av ett på förhand besta~' antal olika tillstànd, varvid detta antal hänvisas till som ex: första intervall, och korrigeringsorganet innefattar: första organ för detektering, för varje skillnadsvärde, av huruvida absolutvärdet av skillnadsvärdet är större än det första intervallet delat med två och huruvida skillnadsvärdet är positivt eller negativt, samt för addering, när ett större- än-tillstànd och ett negativt-tillstànd detekteras, av ett värde sou1 är representativt för det första intervallet till skillnadsvärdet för att generera det korrigerade skill- nadsvärdet, eller för subtrahering, när ett större-än-tillstànd och ett positivt-tillstànd detekteras, av ett värde som är rep- resentativt för det första intervallet från skillnadsvärdet för att generera det korrigerade skillnadsvärdet. 508 585

38. En frekvensdetektor som är mottaglig för ett pá förhand bestämt antal, K, insignaler, där K är ett positivt heltal, varvid frekvensdetektorn innefattar: organ för generering, i gensvar pà en första klocksignal som har en första frekvens, av ett pà förhand bestämt antal, M, andra klocksignaler son: är fasförskjutna i förhållande till varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den för- sta frekvensen, där M är ett positivt heltal större än 1; M sekundära räknare, var och en mottaglig för en respek- tive av de M andra klocksignalerna för generering av en indi- viduell sekundär räknarsignal; K sekundära register för var och en av de bd sekundära räknarna, varvid vart och ett av de K sekundära registren är mottagligt för den individuella sekundära räknarsignalen av den motsvarande sekundära räknaren, och en respektive av de K in- signalerna för uppdatering av ett individuellt sekundärt räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvárdet av den individuella sekundära räknarsignalen huvudsakligen i gensvar pà tidsinformation som bärs av den respektive insignalen; K summeringskretsar, varvid varje summeringskrets är mot- taglig för en respektive grupp av sekundära räknarvärden som är associerade med samma insignal, för generering av en respektive summerad räknarsignal som representerar ett räknarvärde i en räknarsekvens, varvid ett omslag inträffar vid slutet av räknarsekvensen så att denna börjar om frán början; K fördröjningsenheter, varvid varje fördröjningsenhet är mottaglig för en respektive av de K insignalerna för fördröjn- ing av insignalen; K första primära register, varvid vart och ett av de K första primära registren är mottagligt för en respektive av de summerade räknarsignalerna och en respektive av de K fördröjda insignalerna för uppdatering av ett individuellt första primärt räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvärdet av den summerade räknarsignalen huvudsakligen i gensvar på tidsinfor- mation som bärs av den respektive fördröjda insignalen; K andra primära register, varvid vart och ett av de andra primära registren är förbundet till ett respektive, hänvisat 508 585 till som dess associerade första primära register, av de första primära registren och mottagligt för det första primära räknarvärdet av dess associerade första primära register och för samma av de fördröjda insignalerna som den till dess asso- cierade första primära register för reservkopiering, innan uppdateringen, av det första primära räknarvärdet som ett back- up-räknarvärde, i gensvar pá den tidsinformation som bärs av den fördröjda insignalen; subtraheringsorgan mottagligt för räknarvärdena av varje registerpar som innefattar ett individu- ellt andra primärt register och dess associerade uppdaterade första primära register, för subtrahering, för varje register- par, av räknarvärdena av registerparet för att generera ett re- spektive skillnadsvärde som är representativt för frekvensen av den insignal som är associerad med registerparet; och ett korrigeringsorgan för korrigering för mätning- spåverkande omslag, genom addering av ett positivt/negativt korrigeringsvärde till skillnadsvärdet för att generera ett korrigerat skillnadsvärde eller genom addering av korriger- ingsvärdet till ett av räknarvärdena i ett registerpar varvid det korrigerade räknarvärdet används vid genereringen av skill- nadsvärdet.

39. En frekvensdetektor enligt krav 38, i vilken ett indi- viduellt räknarvärde representerar ett av ett på förhand bestämt antal olika tillstànd, varvid antalet hänvisas till som ett andra intervall, och korrigeringsorganet innefattar: första organ för detektering, för varje skillnadsvärde, av huruvida absolutvärdet av skillnadsvärdet är större än det andra intervallet delat med två och huruvida skillnadsvärdet är positivt eller negativt, samt för addering, när ett större-än- tillständ och ett negativt-tillstànd detekteras, av ett värde son1 är representativt för* det andra intervallet till skill- nadsvärdet för* att generera det korrigerade skillnadsvärdet, eller för subtrahering, när ett större-än-tillstànd. och ett positivt-tillstànd detekteras, av ett värde som är representa- tivt för det andra intervallet, fràn skillnadsvärdet för att generera det korrigerade skillnadsvärdet. 508 585

40. En fasdetektor som är mottaglig för ett på förhand bestämt antal, K, insignaler, där K är ett positivt heltal större än 1, varvid fasdetektorn innefattar: organ för generering, i gensvar pá en första klocksignal som har en första frekvens, av ett på förhand bestämt antal, M, andra klocksignaler son1 är fasförskjutna i förhållande till _varandra och som har en andra frekvens som är lägre än den för- sta frekvensen, där M är ett positivt heltal större än 1; M sekundära räknare, var och en mottaglig för en respek- tive av de M andra klocksignalerna för generering av en indi- viduell sekundär räknarsignal; K sekundära register för var och en av de bd sekundära räknarna, varvid vart och ett av de K sekundära registren är mottagligt för den individuella sekundära räknarsignalen av den motsvarande sekundära räknaren, och en respektive av de K in- signalerna för uppdatering av ett individuellt sekundärt räknarvärde genom lagring av det aktuella räknarvärdet av den individuella sekundära räknarsignalen huvudsakligen i. gensvar pà tidsinformation som bärs av den respektive insignalen; K summeringskretsar, varvid varje summeringskrets är mot taglig för en respektive grupp av sekundära räknarvärden son är associerade med samma insignal, för generering av en respek:;v- summerad räknarsignal som representerar ett räknarvärde i en räknarsekvens, varvid ett omslag inträffar vid slutet av räknarsekvensen så att denna börjar om från början; subtraheringsorgan mottagligt för de summerade räknarsig- nalerna för generering av minst ett skillnadsvärde som repre- senterar en fasskillnad mellan ett respektive par av de F insignalerna; och ett korrigeringsorgan för korrigering för mätning- spàverkande omslag, genom addering av ett positivt/negativt korrigeringsvärde till skillnadsvärdet för att generera ett korrigerat skillnadsvärde.